RU2435275C1

RU2435275C1 - Method to increase quality and efficiency of electric energy usage (version 4)

Info

Publication number: RU2435275C1
Application number: RU2010134115/07A
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Устименко (RU); Игорь Владимирович Устименко
Original assignee: Игорь Владимирович Устименко
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2011-11-27

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: according to the method to reduce levels of a group of higher harmonics, the following is achieved by extraction of their energy in the form of equivalent energy of sequence of unipolar, periodically repeating width-modulated current pulses, duration of which changes according to the law of change of envelope of current extracted from the power system, by means of a fully controlled PWM rectifier of transistor type, which is used to control a modulating signal, which was previously generated as a geometric difference: a signal proportional to a current of non-linear load, and a signal proportional to a current of harmonics of the main frequency. The current of the main frequency generated into the power system is shaped by means of extracted energy of the specified group of higher harmonics, by means of a signal proportional to it, the value of which, in its turn, is shaped proportionately to the difference in values of the following powers: a total power of higher harmonics extracted from a power system and a power of the main frequency harmonic generated into the power system. ^ EFFECT: reduction of equivalent power of higher harmonic components in the feeding power system. ^ 1 dwg

Description

Способ относится к электротехнике и может быть использован для повышения качества, эффективности использования и снижения непроизводительных потерь электроэнергии в основном потоке мощности энергосистемы, а также повышения экономичности за счет снижения ресурсоемкости при осуществлении перечисленных процессов.The method relates to electrical engineering and can be used to improve the quality, efficiency of use and reduce unproductive losses of electricity in the main power flow of the power system, as well as increase efficiency by reducing resource consumption in the implementation of these processes.

Известен способ (1) повышения качества электроэнергии, принятый в качестве аналога, при осуществлении которого для «повышения эффективности использования электрической энергии сравнивают напряжение сети с напряжением эталонного источника качественной электрической энергии, выделяют напряжение, которое определяется разностью между напряжением сети и напряжением эталонного источника качественной электрической энергии, и полученное напряжение подают к потребителям электрической энергии». Известный способ-аналог обладает рядом недостатков, одним из которых является наличие дополнительных затрат энергии, связанных с использованием «эталонного источника качественной электрической энергии», мощность которого соизмерима с мощностью, отбираемой защищаемыми нагрузками. Также следует отметить, что в способе-аналоге предполагается использовать в качестве источника для выделения высших гармоник комбинации напряжений: питающего и опорного, трансформацию высших гармоник напряжения без «специальных» средств их обработки, а также предполагается утилизировать гармоники напряжения, в то время как известно, что существенное влияние оказывают гармонические составляющие тока основной частоты, отбираемого нелинейной нагрузкой, спектр которых не совпадает со спектром гармоник напряжения. Ресурсоемкость известного способа-аналога связана, в том числе, с использованием в нем силового трансформатора. В связи с этим известный способ-аналог является энерго- и материалоемким и обладает низкой экономичностью в отношении решения задачи снижения влияния высших гармоник.The known method (1) of improving the quality of electricity, adopted as an analogue, in which to “increase the efficiency of use of electric energy, compare the network voltage with the voltage of the reference source of high-quality electric energy, allocate a voltage that is determined by the difference between the voltage of the network and the voltage of the reference source of high-quality electric energy, and the resulting voltage is supplied to consumers of electric energy. " The known analogue method has several disadvantages, one of which is the presence of additional energy costs associated with the use of a "reference source of high-quality electric energy", the power of which is comparable with the power taken by the protected loads. It should also be noted that in the analogue method it is supposed to use voltage combinations: supply and reference, transformation of higher voltage harmonics without "special" means of processing them as a source for extracting higher harmonics, and it is also supposed to utilize voltage harmonics, while it is known that the harmonic components of the current of the fundamental frequency selected by the nonlinear load, whose spectrum does not coincide with the spectrum of voltage harmonics, have a significant effect. The resource intensity of the known analogue method is associated, inter alia, with the use of a power transformer in it. In this regard, the known analogue method is energy- and material-intensive and has low efficiency in relation to solving the problem of reducing the influence of higher harmonics.

Известен способ (2) повышения качества электроэнергии, заключающийся в том, что из «напряжения электрической сети выделяют первую гармонику, определяемую напряжением асимметрии, и высшие гармонические составляющие, выпрямляют выделенные гармоники напряжения, преобразуют выпрямленное напряжение в переменное с частотой, равной частоте основной гармоники сети, и возвращают переменное напряжение в электрическую сеть». Известный способ, принятый в качестве прототипа, обладает рядом недостатков, главные из которых заключаются в следующем. В известном способе для повышения качества электроэнергии авторами предлагается утилизация высших гармонических составляющих напряжения. Однако известно, что процентное содержание гармоник в питающем напряжении не повторяет процентного содержания гармоник в токе, протекающем в энергосистеме, который формируется под воздействием нелинейной нагрузки. Известно также, что именно ток, отбираемый нелинейной нагрузкой, определяет гармонический состав и процентное содержание гармоник в сети энергоснабжения. Таким образом, существенного уменьшения амплитуд высших гармоник в фазах энергосистемы при осуществлении известного способа-прототипа не произойдет. Ограниченность известного способа также заключается в «снижении» уровней напряжений гармоник строго определенных частот. Кроме этого при осуществлении способа-прототипа используется силовой трансформатор, что вызывает дополнительные непроизводительные потери мощности.The known method (2) to improve the quality of electricity, which consists in the fact that the first harmonic, determined by the asymmetry voltage, is isolated from the "voltage of the electric network, and the higher harmonic components rectify the selected voltage harmonics, convert the rectified voltage to alternating voltage with a frequency equal to the frequency of the main harmonic of the network , and return the alternating voltage to the electrical network. " The known method, adopted as a prototype, has a number of disadvantages, the main of which are as follows. In a known method for improving the quality of electricity, the authors propose the utilization of higher harmonic voltage components. However, it is known that the percentage of harmonics in the supply voltage does not repeat the percentage of harmonics in the current flowing in the power system, which is formed under the influence of a nonlinear load. It is also known that it is the current taken by the nonlinear load that determines the harmonic composition and percentage of harmonics in the power supply network. Thus, a significant decrease in the amplitudes of higher harmonics in the phases of the power system during the implementation of the known prototype method will not occur. The limitations of the known method also lies in the "reduction" of harmonic voltage levels of strictly defined frequencies. In addition, when implementing the prototype method, a power transformer is used, which causes additional unproductive power losses.

Задача, решаемая изобретением - повышение качества, эффективности использования и снижение непроизводительных потерь электроэнергии в основном потоке мощности энергосистемы, и повышение экономичности за счет снижения ресурсоемкости при осуществлении заявленного способа.The problem solved by the invention is to improve the quality, efficiency of use and reduce unproductive losses of electricity in the main stream of power of the power system, and increase efficiency by reducing resource consumption in the implementation of the claimed method.

Это достигается тем, что согласно предложенному способу из энергосистемы суммарную энергию высших гармоник, долю которых необходимо уменьшить, извлекают в виде эквивалентной энергии последовательности однополярных, периодически повторяющихся широтно-модулированных импульсов тока, длительность которых изменяется по закону изменения огибающей суммарного тока упомянутых высших гармоник, и после ее преобразования возвращают в энергосистему в виде тока гармоники основной частоты.This is achieved by the fact that, according to the proposed method, the total energy of the higher harmonics, the fraction of which must be reduced, is extracted in the form of equivalent energy from a sequence of unipolar, periodically repeating pulse-width modulated current pulses, the duration of which varies according to the law of variation of the envelope of the total current of the higher harmonics, and after its conversion, they are returned to the power system in the form of a harmonic current of the fundamental frequency.

На чертеже представлена схема, поясняющая сущность заявленного способа. При этом введены следующие обозначения:The drawing shows a diagram explaining the essence of the claimed method. The following notation is introduced:

1 - энергосистема1 - power system

2 - датчик тока нагрузки2 - load current sensor

3 - полностью управляемый транзисторный ШИМ-выпрямитель3 - fully controlled transistor PWM rectifier

4 - управляемый преобразователь мощности4 - controlled power converter

5 - фильтр гармоники тока основной частоты5 - harmonic filter of the fundamental frequency current

6 - фазосдвигающее устройство6 - phase shifting device

7 - смеситель7 - mixer

8 - нелинейная нагрузка8 - nonlinear load

9 - датчик напряжения9 - voltage sensor

10 - выпрямитель10 - rectifier

11 - управляемый масштабный усилитель11 - controlled scale amplifier

12 - блок управления12 - control unit

13 - датчик тока13 - current sensor

14 - емкостный накопитель.14 - capacitive storage.

Суть способа заключается в следующем. Как известно, в энергосети при питании от нее нелинейных нагрузок форма тока искажается за счет появления в нем высших гармонических составляющих основной частоты. При этом при использовании в процессе извлечения энергии высших гармоник, транзисторного ШИМ-выпрямителя, построенного на IGBT модулях, в котором для формирования огибающей извлекаемого тока и регулирования его величины используются одновременно усилительные свойства IGBT-транзисторов и ШИМ-модуляция, такой выпрямитель является частотно избирательным и функционально может решать задачу извлечения энергии заданной гармонической составляющей, или их группы, из потока мощности энергосистемы, отбираемого нелинейной нагрузкой, в виде, пригодном для дальнейшего ее использования. При этом управление таким выпрямителем необходимо осуществлять с помощью сигнала заданной формы.The essence of the method is as follows. As you know, in the power network when non-linear loads are supplied from it, the current shape is distorted due to the appearance of higher harmonic components of the fundamental frequency in it. In this case, when using higher harmonics in the energy extraction process, a transistor PWM rectifier built on IGBT modules, in which the amplifying properties of IGBT transistors and PWM modulation are used at the same time to form the envelope of the extracted current and regulate its magnitude, such a rectifier is frequency selective and can functionally solve the problem of extracting energy of a given harmonic component, or group thereof, from the power flow of a power system selected by a nonlinear load, in the form bottom for further use. In this case, the control of such a rectifier must be carried out using a signal of a given shape.

В заявленном способе задача повышения эффективности в отношении снижения уровней высших гармоник в основном потоке мощности энергосистемы решается посредством извлечения суммарной энергии высших гармоник, долю которых необходимо уменьшить посредством полностью управляемого ШИМ-выпрямителя, основой которого являются IGBT-транзисторы. В этом случае, кроме того, что последние используются как управляемые вентили, предлагается использовать их усилительные (управляющие) свойства относительно токов. Управление работой транзисторного выпрямителя осуществляют посредством сигнала заданной формы, содержащего спектр гармоник, энергию которых необходимо извлечь из потока мощности энергосистемы. При этом осуществляется избирательное выпрямление составляющих тока только тех частот, которые содержатся в сигнале управления. Таким образом, упомянутым высшим гармоникам управляемый транзисторный ШИМ-выпрямитель оказывает минимальное сопротивление, в то время как гармоники, не содержащиеся в спектре управляющего сигнала управляемые вентили, вообще не пропускают. На выходе управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя, присутствует последовательность однополярных периодически повторяющихся широтно-модулированных импульсов, энергия которых за период их повторения эквивалентна энергии токов высших гармоник, а длительность которых за период их повторения изменяется по закону изменения огибающей суммарного тока, извлекаемого из энергосистемы. Решение той части задачи, которая касается преобразования энергии высших гармоник в ток гармоники основной частоты и последующего ее возврата в энергосистему, осуществляют посредством использования управляемого преобразователя мощности. При этом в качестве упомянутого управляемого преобразователя мощности оптимально применить ШИМ-инвертор, получающий питание от емкостного накопителя, в котором извлеченная из энергосистемы эквивалентная энергия высших гармоник накапливается в необходимом количестве и далее, после преобразования, возвращается в энергосистему в виде тока гармоники основной частоты.In the claimed method, the task of increasing efficiency with respect to lowering the levels of higher harmonics in the main power flow of the power system is solved by extracting the total energy of the higher harmonics, the proportion of which must be reduced by means of a fully controlled PWM rectifier based on IGBT transistors. In this case, in addition to the fact that the latter are used as controlled valves, it is proposed to use their amplifying (control) properties relative to currents. The operation of the transistor rectifier is controlled by a signal of a given shape containing a spectrum of harmonics, the energy of which must be extracted from the power flow of the power system. In this case, selective rectification of the current components of only those frequencies that are contained in the control signal is carried out. Thus, the controlled transistor PWM rectifier exhibits minimal resistance to the higher harmonics, while harmonics that are not contained in the spectrum of the control signal controlled valves do not pass at all. At the output of a controlled transistor PWM rectifier, there is a sequence of unipolar periodically repeating pulse-width modulated pulses, the energy of which for the period of their repetition is equivalent to the energy of the currents of higher harmonics, and the duration of which for the period of their repetition varies according to the law of variation of the envelope of the total current extracted from the power system. The solution to that part of the problem that relates to the conversion of higher harmonics into a harmonic current of the fundamental frequency and its subsequent return to the power system is carried out using a controlled power converter. At the same time, it is optimal to use a PWM inverter, which is powered by a capacitive storage device, in which the equivalent energy of higher harmonics extracted from the power system is accumulated in the required amount and then, after conversion, is returned to the power system in the form of a harmonic current of the main frequency.

Способ осуществляется следующим образом. Сигнал, пропорциональный току, отбираемому нелинейной нагрузкой 8, в котором присутствуют основная гармоника и все ее высшие составляющие, посредством датчика тока нагрузки 2 одновременно поступает на вход фильтра тока гармоники основной частоты 5 и на один из входов смесителя 7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода фазосдвигающего устройства 6, пропорциональный току гармоники основной частоты и инверсный по отношению к нему. Таким образом, фазосдвигающим устройством 6 сигнал, пропорциональный току гармоники основной частоты, поступающий на его вход с выхода фильтра тока гармоники основной частоты 5, инвертируется. На выходе смесителя 7 формируется сигнал управления полностью ШИМ-выпрямителем 3 и пропорциональный упомянутой геометрической разности сигналов, спектр которого содержит все высшие гармоники, мощность которых подлежит извлечению из потока мощности энергосистемы, посредством емкостного накопителя 14 поступает в управляемый преобразователь мощности 4, в качестве которого используется ШИМ-инвертор. В емкостном накопителе эквивалентная энергия высших гармоник, извлеченная посредством управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя 3, накапливается в виде энергии постоянного тока. Полученное таким образом напряжение питает управляемый преобразователь мощности 4, посредством которого накопленная энергия высших гармоник преобразуется в энергию гармоники основной частоты. При этом управление блоком 4 осуществляют сигналом, эквивалентным гармонике основной частоты. Очевидно, что мощность гармоники основной частоты, возвращаемая в энергосистему, должна быть меньше суммарной мощности высших гармоник, накопленной в емкостном накопителе, на величину потерь, связанных с преобразованием энергии. В связи с этим величина сигнала, управляющего ШИМ-инвертором, должна обеспечивать это соотношение, в противном случае поток мощности в цепи «ШИМ-инвертор-ШИМ-выпрямитель-система энергоснабжения» не будет непрерывным. Таким образом, посредством датчика напряжения 9 формируют сигнал, заранее задаваясь его минимальным значением, пропорциональный суммарной мощности высших гармоник, извлеченной из энергосистемы, поступающий на один из входов блока управления 12, на второй вход которого поступает сигнал, сформированный цепочкой, состоящей из датчика тока 13 и выпрямителя 10, посредством сигнала гармоники основной частоты и пропорциональный мощности, возвращаемой в энергосистему, посредством управляемого преобразователя мощности 4. При этом в блоке управления 12 упомянутые сигналы сравниваются по величине, и их разница преобразуется в пропорциональный ей сигнал, который поступает на управляющий вход управляемого масштабного усилителя 11, коэффициент усиления которого задается с расчетом упомянутых потерь при преобразовании энергии, и который управляет сигналом, пропорциональным току гармоники основной частоты, поступающим на его сигнальный вход. Таким образом, величина сигнала, управляющего работой ШИМ-инвертора, и следовательно, управляющая величиной мощности, возвращаемой в энергосистему посредством тока гармоники основной частоты, формируется в зависимости от соотношения мощностей: суммарной мощности высших гармоник и мощности, возвращаемой в энергосистему. При этом величина тока, генерируемого в энергосистему, увеличивается до тех пор, пока напряжение в емкостном накопителе 14 не достигнет заданной минимальной величины. Таким образом, снижение напряжения в емкостном накопителе 14 до минимального уровня отражает тот факт, что практически вся суммарная мощность высших гармоник преобразуется в энергию гармоники основной частоты.The method is as follows. A signal proportional to the current sampled by the nonlinear load 8, in which the main harmonic and all its higher components are present, is simultaneously fed to the input of the harmonic current filter of the fundamental frequency 5 and to one of the inputs of the mixer 7 through the load current sensor 2, to the second input of which the signal from the output of the phase-shifting device 6, proportional to the harmonic current of the fundamental frequency and inverse with respect to it. Thus, the phase-shifting device 6, the signal proportional to the harmonic current of the fundamental frequency, fed to its input from the output of the harmonic current filter of the fundamental frequency 5, is inverted. At the output of the mixer 7, a control signal is generated completely by the PWM rectifier 3 and proportional to the aforementioned geometric difference of the signals, the spectrum of which contains all the higher harmonics, the power of which is to be extracted from the power flow of the power system, through the capacitive storage 14 it enters the controllable power converter 4, which is used as PWM inverter. In a capacitive storage, the equivalent energy of the higher harmonics extracted by means of a controlled transistor PWM rectifier 3 is stored in the form of direct current energy. The voltage thus obtained feeds the controlled power converter 4, by which the stored energy of the higher harmonics is converted into harmonic energy of the fundamental frequency. In this case, the control unit 4 is carried out by a signal equivalent to the harmonic of the fundamental frequency. It is obvious that the harmonic power of the fundamental frequency returned to the power system should be less than the total power of the higher harmonics accumulated in the capacitive storage by the amount of losses associated with the energy conversion. In this regard, the magnitude of the signal controlling the PWM inverter must provide this ratio, otherwise the power flow in the PWM-inverter-PWM-rectifier-power supply system circuit will not be continuous. Thus, by means of a voltage sensor 9, a signal is generated, predetermined by its minimum value, proportional to the total power of the higher harmonics extracted from the power system, fed to one of the inputs of the control unit 12, to the second input of which a signal is generated, formed by a circuit consisting of a current sensor 13 and rectifier 10, by means of a harmonic signal of the fundamental frequency and proportional to the power returned to the power system, by means of a controlled power converter 4. Moreover, in the control unit 12, the mentioned signals are compared in magnitude, and their difference is converted into a signal proportional to it, which is fed to the control input of a controlled scale amplifier 11, the gain of which is specified with the calculation of the mentioned losses during energy conversion, and which controls a signal proportional to the harmonic current of the fundamental frequency, arriving at its signal input. Thus, the magnitude of the signal that controls the operation of the PWM inverter, and therefore, controls the amount of power returned to the power system through the harmonic current of the fundamental frequency, is formed depending on the ratio of powers: the total power of the higher harmonics and the power returned to the power system. In this case, the amount of current generated in the power system increases until the voltage in the capacitive storage 14 reaches a predetermined minimum value. Thus, the decrease in voltage in the capacitive storage 14 to a minimum level reflects the fact that almost all of the total power of the higher harmonics is converted into harmonic energy of the fundamental frequency.

О реализации заявленного способа необходимо отметить следующее. Использование в заявленном способе полностью управляемого ШИМ-выпрямителя транзисторного типа, работающего в ключевом режиме на частотах, превышающих частоту модулирующего управляющего сигнала, является оптимальным. При этом благодаря тому, что полностью управляемый транзисторный ШИМ-выпрямитель позволяет произвольно, в зависимости от поставленной задачи, формировать огибающую выпрямленного тока, потребляемого из питающей сети, доля энергии группы гармоник, перенаправленная для утилизации, максимальна, а доля их энергии, оставшаяся в энергосети - сведена к минимуму. Таким образом, практически вся мощность группы высших гармоник, генерируемых нелинейной нагрузкой, утилизируется (преобразуется для дальнейшего полезного использования), разгружая тем самым от себя основную энергосистему. Помехи от работы полностью управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя могут быть отфильтрованы посредством стандартных решений при минимальных энерго- и материальных затратах.On the implementation of the claimed method, the following should be noted. The use in the claimed method of a fully controlled PWM rectifier transistor type, operating in key mode at frequencies higher than the frequency of the modulating control signal, is optimal. Moreover, due to the fact that a fully controlled transistor PWM rectifier allows you to arbitrarily, depending on the task, to form the envelope of the rectified current consumed from the supply network, the fraction of energy of the harmonic group redirected for utilization is maximum, and the fraction of their energy remaining in the power network - minimized. Thus, almost the entire power of the group of higher harmonics generated by a nonlinear load is utilized (converted for further useful use), thereby unloading the main power system from itself. The interference from the operation of a fully controlled transistor PWM rectifier can be filtered out using standard solutions with minimal energy and material costs.

В предложенном способе полностью управляемый ШИМ-выпрямитель, одновременно приобретая частотно избирательные свойства, используется как выпрямитель без искажений, с минимальными коммутационными потерями. В связи с этим применение полностью управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя для процесса управляемого отбора энергии высшей гармоники является необходимым условием его реализуемости и одновременно решает задачу повышения его эффективности. Необходимо отметить также следующий факт. Одним из преимуществ извлечения тока заданной частоты посредством полностью управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя является простота его перестройки при изменении условий поставленной задачи. При этом возможно извлекать энергию как одной, так и группы гармоник. Для этого достаточно изменить модулируемый сигнал управления. Кроме этого исключается возможность возникновения резонанса. Для исполнения других блоков, используемых для реализации заявленного способа, используются известные стандартные решения.In the proposed method, a fully controllable PWM rectifier, while acquiring frequency-selective properties, is used as a rectifier without distortion, with minimal switching losses. In this regard, the use of a fully controlled transistor PWM rectifier for the process of controlled energy extraction of higher harmonics is a necessary condition for its feasibility and at the same time solves the problem of increasing its efficiency. The following fact should also be noted. One of the advantages of extracting a current of a given frequency through a fully controlled transistor PWM rectifier is the simplicity of its reconstruction when changing the conditions of the task. In this case, it is possible to extract energy of both one and a group of harmonics. To do this, just change the modulated control signal. In addition, the possibility of resonance. For the execution of other blocks used to implement the claimed method, well-known standard solutions are used.

Таким образом, в результате последовательности действий, воспроизведенных в соответствии с заявленным способом повышения качества и эффективности использования электроэнергии, процентное содержание группы высших гармоник в основной энергосети может быть сведено к минимуму. При этом практически вся извлеченная из энергосистемы энергия упомянутой группы гармоник, спектра тока, отбираемого нелинейной нагрузкой, возвращается назад в виде энергии тока основной частоты. Кроме этого повышения эффективности при осуществлении заявленного способа добиваются повышением его экономичности за счет снижения ресурсоемкости посредством снижения непроизводительных потерь и материалоемкости в процессе осуществления способа.Thus, as a result of the sequence of actions reproduced in accordance with the claimed method of improving the quality and efficiency of electricity use, the percentage of the group of higher harmonics in the main power network can be minimized. In this case, almost all the energy extracted from the power system of the mentioned group of harmonics, the spectrum of the current taken by the nonlinear load, is returned back in the form of the current energy of the fundamental frequency. In addition to this increase in efficiency when implementing the inventive method is achieved by increasing its efficiency by reducing resource consumption by reducing unproductive losses and material consumption in the process.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2320067, опубликовано 2007.01.20.1. RF patent №2320067, published 2007.01.20.

2. Патент РФ №2237334, опубликовано 2004.05.20.2. RF patent No. 2237334, published 2004.05.20.

Claims

A method of improving the quality and efficiency of energy use, in which the energy of the higher harmonic components, the proportion of which must be reduced, is extracted from the power flow of the power system, selected by a nonlinear load, and after conversion it is returned to the power system in the form of a fundamental frequency current, characterized in that the energy groups of higher harmonic components, the proportion of which must be reduced, used to form the current of the fundamental frequency, are extracted from the power system by fully of a controlled PWM rectifier of a transistor type, in the form of an equivalent energy of a sequence of unipolar, periodically repeating pulse-width modulated current pulses, the duration of which is formed according to the law of variation of the envelope of the equivalent current of the above-mentioned group of higher harmonics, while the harmonics energy extraction process is controlled by a signal previously formed as a geometric difference: a signal proportional to the current of the nonlinear load, and a signal proportional to harmonic current of the fundamental frequency, and the fundamental frequency current generated in the power system is generated by an equivalent signal, the value of which, in turn, is proportional to the difference in power values: the total power of the higher harmonics extracted from the power system and the fundamental frequency harmonic power generated in the power system.