Проектирование автономного электроснабжения энергетических объектов — заказать проект автономного электроснабжения в ООО «БАЗИС»

Одно из направлений деятельности нашей компании – проектирование энергетических объектов и систем резервного электроснабжения для промышленных предприятий, компаний сферы услуг, мед. учреждений и других сфер, в которых наличие бесперебойного источника энергии очень важно.

Проектирование автономного электроснабжения у нас – лучшее решение, поскольку у нас работают опытные профессионалы, знающие свое дело. Заказывая проектирование автономной системы электроснабжения в компании ООО “БАЗИС” – вы будете защищены от перепадов и отключений энергоснабжения в здании. Мы предлагаем качественное проектирование электростанций и генераторных установок, а также монтаж и разработку проекта электроснабжения объекта.

Компания поможет разработать проект электроснабжения больницы и наладить ее автономное электроснабжение. Также компания занимается проектами внутреннего и внешнего электроснабжения в установленном порядке и может выполнить электромонтажные работы по электроснабжению 0,4-35 кВ, оказать помощь по прохождению процедуры согласования.

Мы готовы предложить вам:

• аварийное электроснабжение;
• проектирование систем основного электроснабжения на базе газопоршневых генераторных установок;
• разработку проекта внутреннего электроснабжения объектов на производстве, проектирование распределительного щита и реконструкции подстанций на напряжение 35/10(6)/0,4 кВ для поднятия пропускной способности, либо повышения общего уровня надежности электроснабжения;
• проектирование систем резервного и бесперебойного электроснабжения.

Мы выполняем энергетические проекты:

• Внутреннего/внешнего электроснабжения объектов.
• Проект временного электроснабжения строительной площадки.
• Установки автономных и резервных, а также аварийных источников энергии.
• Проектирование электроснабжения промышленных объектов.
• Систем мониторинга инженерными системами.
• Делаем автономные системы электроснабжения.
• Занимаемся системами пожаротушения/пожарной сигнализации.

Заказать проект электроснабжения в нашей организации может любой желающий. Многолетнее сотрудничество нашей компании с ведущими поставщиками электрического оборудования – это гарантия надежности и качества проектируемых нами систем аварийного электроснабжения.

Мы осуществляем весь комплекс работ по проектированию систем энергоснабжения, которые требуются для создания энергетических объектов и их реконструкции: от получения исходной документации до положительного заключения экспертов и поможем вам получить разрешение на строительство объекта в кратчайшие сроки.

Электроэнергетика автономных систем

Электроэнергетика автономных систем

• Проектирование бортовых систем электроснабжения летательных аппаратов с разработкой полного комплекта конструкторской документации на основе электронного прототипирования
• Разработка и создание систем интеллектуального управления электропитанием бортового оборудования и автономных подвижных объектов
• Проектирование электромашинных преобразователей с повышенным КПД и системами управления, обеспечивающими рекуперацию энергии
• Моделирование с применением измерительно-вычислительных систем контроля качества электроэнергии
• Разработка и изготовление испытательных комплексов для полунатурных отработок бортовых систем распределения электроэнергии
• Проектирование и исследование автономных систем надежного электроснабжения на основе возобновляемых источников электроэнергии
• Разработка и изготовление стационарных и мобильных систем измерения и анализа показателей качества электроэнергии в системах электроснабжения подвижных объектов

Предложения НаукаСофт

Учитывая компетенции, опыт и наработки, имеющиеся в НаукаСофт, мы предлагаем:

• Провести работы по определению возможных вариантов модернизации имеющихся самолетов с целью электрификации силовой установки.
• Разработать предложения, подобрать устройства и их параметры для различных вариантов модернизации имеющихся самолетов с целью их электрификации.
• Выполнить научно-исследовательские, опытно-конструкторские, аналитические, моделирующие работы по вопросу электрификации самолетов.
• Разработать систему электроснабжения самолета с электрической тягой.
• Разработать устройства и агрегаты, входящие в систему электроснабжения самолета с электрической тягой.
• Разработать высокоинтеллектуальную систему управления и распределения электрической энергии на борту самолета, с возможностью on-line мониторинга, диагностики, анализа результатов и выработки рекомендаций.
• Разработать интеллектуальные защитно-коммутационные устройства, входящие в состав энергосистемы самолета, с возможностью цифрового управления, выдачи информации и самодиагностики.
• Разработать электрическую машину, используемую в качестве основного источника крутящего момента для вращения воздушного винта, а также для использования в качестве генератора электрической энергии.
• Разработать высокоинтеллектуальную систему управления и определения параметров электрической силовой установки, с возможностью on-line мониторинга, диагностики, анализа результатов и выработки рекомендаций.
• Разработать специализированные алгоритмы и специализированные программные комплексы для управления, и индикации на имеющихся цифровых устройствах параметров системы электроснабжения, защитно-коммутационных устройств, электрической силовой установки и потоков электрической энергии.

Автономное электроснабжение объектов – АО СКБ “Турбина”

АО СКБ «Турбина» является единственным на территории России и ближнего зарубежья производителем компактных газотурбинных энергоагрегатов, позволяющих обеспечить автономное электроснабжение объектов заказчика в нужном количестве и с высоким КПД. 

Обеспечение электроснабжения объектов

При обсуждении вопроса о необходимости автономного электроснабжения в первую очередь упоминаются больницы, военные объекты, ЦОД, телекоммуникации. Однако особую актуальность эта тема приобретает для владельца дома / коттеджа, особенно загородного, либо производства, удаленного от основных линий электропередач (такого, как ферма либо добыча воды из скважин через электронасосы).

В магазине обеспокоенному хозяину обычно предлагают генератор, исходя из фактического наличия или залежавшихся остатков, которые необходимо продать.

Тогда хозяин обращается к информационным ресурсам, которые наполнены однотипными сведениями. Так, владелец недвижимости узнает, что автономные системы электроснабжения делятся на типы в зависимости от топлива, на котором они работают. Выделяют генераторы:

• на дизтопливе;
• бензиновые;
• газовые;
• на природных восполняемых ресурсах.

В условиях постоянного роста цен на бензин, выгодными представляются дизельные автономные генераторы. Однако часто покупателя не предупреждают о том, что дизельные, и некоторые марки бензиновых генераторов, сильно загрязняют воздух запахом отработанного топлива, что в условиях близкого соседства может обернуться скандалом и даже судебным иском.

Бензиновые генераторы не требуют высокой квалификации в обслуживании, неприхотливы, надежны. Однако они должны хорошо окупаться в перспективе, т.е. и цену генератора, и затраты на его доставку на место работ, и главное, топливо, приходится закладывать в себестоимость. Поэтому, такие генераторы особенно хороши на случай аварийного отключения от основной системы энергоснабжения.  

Дизельные генераторы особенно хороши для удаленных от населенных пунктов объектов – для военных нужд, некоторых типов предприятий (например, по бурению скважин, добыче ископаемых и т.п.), но важно понимать, что их нужно использовать в условиях хорошо проветриваемой открытой местности – в степной зоне, на возвышенности. Дизель может загрязнять лесополосу и отравлять сотрудников в болотистой или низменной местности.

Перспективными являются генераторы на природных восполняемых ресурсах – ветряные электростанции, солнечные батареи. Именно о них все чаще задумываются владельцы коттеджей и особняков.

Однако в использовании независимых систем электроснабжения на природных ресурсах есть минусы: источники питания на солнечной энергии хороши для солнечных стран, но не в наших широтах, где небо полгода и больше затянуто тучами. Солнечные электростанции подвержены поломкам в регионах с большим количеством осадков, дорого стоят и требуют площадей для размещения.

Ветряные электростанции стоят дорого, работают также нестабильно, поскольку зависят от погоды, имеют невысокий КПД работы и сильно шумят, что для соседей может стать испытанием на прочность нервов.

Оптимальными представляются автономные электростанции на газу, но в местности, где расположен объект, не всегда есть доступ к линии газоснабжения, а работа с баллонами должна проводиться ответственными, инструктированными по технике безопасности сотрудниками.

Этот тип генераторов потребует оформления разрешений при подключении к газовой линии, либо постоянно дозаправки баллонов, а значит в удаленной местности, где нет газозаправочных станций, такой тип генератора станет головной болью собственника.

Но на предприятиях с доступом к газовой линии, этот тип автономной электростанции окажется выгодным из-за низких затрат на стоимость топлива. Также газовые установки имеют более продолжительный срок эксплуатации, чем иные виды генераторов, что в условиях производства на перспективу окажется еще более выгодным вложением.

Однако мало кто из собственников задумывается, что децентрализованные электростанции также делятся по другому признаку, а именно – по назначению.

Автономное электроснабжение: классификация по назначению

Источники бесперебойного электроснабжения делятся на:

• интерактивные;
• резервные;
• двойного преобразования.

Резервные служат для обеспечения энергией во время отключения основного источника питания. Здесь, как раз, хороши бензиновые установки.

Основной функцией интерактивных источников питания является защита от перегрузки и короткого замыкания. Эти энергосистемы необходимы как в каждом частном доме при использовании домашних бытовых приборов, так и на крупных промышленных предприятиях, где короткое замыкание может уничтожить ценное оборудование (особенно, роботизированное).

Системы двойного преобразования нацелены на повышение качества напряжения источника.

Как показывают последние исследования, наилучшую отдачу в плане результативности дают автономные системы электроснабжения, имеющие в составе все три или, по крайней мере, два из трех таких модулей. Применяют также звенья с промежуточным высокочастотным преобразованием электроэнергии.

Все эти вопросы выходят за рамки стандартных, и вряд ли могут быть полноценно учтены продавцом-консультантом обычного магазина при подборе автономного генератора именно для ваших нужд. Только учет индивидуальных особенностей при проектировании и последующем монтаже обеспечит оптимальный результат.

Автономное электроснабжение с точки зрения проектирования и монтажа оборудования 

Проектирование системы электроснабжения – самый важный этап подбора генератора.

На этой стадии учитываются объем, высота потолков, надежность несущих конструкций, вентиляция, и другие характеристики помещения, целевое назначение оборудования, объемы энергозатрат, расположение объекта, возможность ремонтажа, мобильность установки, вибрация и шум и т. п.

И это далеко не весь список требований.

Следует учитывать такие параметры, как влажность среды, в котором осуществляется автономное электроснабжение, наличие крытого участка (или, наоборот, открытость местности) для размещения установки, и множество других параметров, столь важных для выбора системы электропитания. Оборудование должно работать оптимально и при минимуме потребления, и в режиме повышенной нагрузки.

Все эти вопросы квалифицировано может разрешить только инженер с опытом работы. Он составит не только проект, но и смету расходов. На этой стадии осуществляется получение всех разрешительных документов, и помощь в их оформлении не будет лишней для любого собственника.  

Особую важность приобретает вопрос квалификации сотрудников поставщика, которые обеспечивают монтаж оборудования. Монтаж включает в себя не только установку, но и тестовый запуск в различных режимах, последующую отладку, и ознакомление ответственных лиц заказчика с правилами эксплуатации.

Огромное значение на всех этапах работы имеют полное соблюдение противопожарного и взрывоопасного режимов.

Преимущества установки

Компактные размеры дают возможность легко транспортировать агрегат, что важно для организации независимого источника энергопитания в удаленных местах. 

Важным достоинством является возможность когенерационного дооборудования, когда продукты сжигания газа преобразуются в тепловую энергию. Это существенно улучшает эксплуатационные и экологические показатели аппарата, делая его несомненным лидером среди аналогичных устройств.

Оборудование имеет гарантийный срок эксплуатации, в течение которого наши специалисты осуществляют обслуживание автономного генератора и всей системы энергоснабжения.

Все работы должны быть проведены в сроки, оговоренные сторонами, иначе производство заказчика может перейти в режим простоя.

Таким образом, проектирование систем электроснабжения не ограничивается подбором генераторной установки. При таком ограниченном подходе владелец рискует получить вместо полноценной рабочей мощности ограниченную ресурсом ненадежный источник питания с низким КПД. Только высококвалифицированные специалисты и комплексный подход позволят вам подобрать оптимальный вариант как по цене, так и по условиям эксплуатации.

Наше предприятие осуществит все этапы работ по проектированию, подбору и последующему монтажу системы автономного электроснабжения с высокой точностью, с соблюдением сроков и всех ваших пожеланий.

автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Автономная система электроснабжения на основе асинхронизированного синхронного генератора

Автореферат диссертации по теме “Автономная система электроснабжения на основе асинхронизированного синхронного генератора”

На правах рукописи

Семенов Василий Владимирович

АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ Л СИ НХР ОН ИЗ ПРО ВАН НОГ О СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Специальность 05 09. 03 – Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОР3445652

Уфа 2008

003445652

Работа выполнена на кафедре электромеханики ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет»

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Султангалеев Рафиль Наилевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Коспокова Татьяна Петровна

кандидат технических наук, доцент Шуляк Александр Анатольевич

Ведущее предприятие: Федеральное государственное унитарное

предприятие «Уфимское агрегатное производственное объединение» г Уфа

Защита состоится «26» сентября 2008 г в ¿О часов на заседании диссертационного совета Д 212 288 02 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу 450000, г Уфа-центр, ул К Маркса, 12, актовый зал 1-го корпуса

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета

Автореферат разослан « 22 » августа 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета д. т н, профессор

Утляков Г Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современной тенденцией развития энергетики является стремление к сбалансированности энергорайонов, повышение надежности зтсктросцабжения потребителей Важное место в стратегии развития электроэнергетики занимают автономные системы электроснабжения (АСЭ) В последнее время АСЭ получают все более широкое распространение в системе электроснабжения не только специального, но и общего применения Указанные системы используются почти во всех отраслях народного хозяйства Их крупнейшими потребителями являются топливо-энергетический, агропромышленный и машиностроительный комплексы страны Области применения таких генераторов охватьшаюг элекгроахрегаты (стационарные, судовые, передвижные) и управляемые электромеханические системы (строителыю-дорожные, транспортные и самоходные машины, ветроэнергетические установки и малые ГЭС, генераторы, работающие на статические преобразователи частоты и электромашинно-разделителыше агрегаты), системы бесперебойного питания ответственных потребителей, в том числе современных вычислительных комплексов

Необходимость АСЭ возникает там, где технически невозможно или экономически невыгодно использовать централизованное электрическое снабжение, например, на движущихся объектах А это, в первую очередь, труднодоступные объекты, удаленные от крупных электрических систем, и имеющие собственные источники первичной энергии, например, газовые и нефтяные месторождения АСЭ находят широкое применение в промышленности, строительстве, сельском и коммунальном хозяйствах Они работают на предприятиях, в аэро-, морских и речных портах, в энергоблоках больниц, в фермерских хозяйствах, в системах аварийного энергоснабжения, на объектах оборонного комплекса – везде, где необходима электроэнергия, а сеть или удалена, или работает с перебоями

Обеспечение качества электроэнергии для потребителей АСЭ промышленной частоты имеет существенное значение Получение постоянной частоты при переменной частоты вращения приводного двигателя является одной из важных задач для АСЭ Существует проблема обеспечения стабильных параметров электрической энергии, получаемой преобразованием механической энергии от ее источника, наиример от ветродвигателя Та же проблема возникает и при работе от стабильного источника механической энергии, но при нестабильной электрической нагрузке Эффективным способом решения этой проблемы является преобразование механической энергии в электрическую асинхронизированными синхронными генераторами (АСГ) В связи с этим, последние годы характеризуются повышенным интересом инженеров и исследователей к асинхронизировашшм машинам, которые в полной мере могут решить поставленные задачи для АСЭ

Анализ результатов исследований отечественных и зарубежных ученых показал, что применение АСГ для автономных систем, работающих на различную

N )

нагрузку, изучено недостаточно Мало исследованы вопросы влияния частоты вращения вала приводного двигателя Недостаточно исследованы вопросы моделирования и анализа динамических режимов АСГ для различных нагрузок с применением автоматического регулирования возбуждения (АРВ)

Несмотря на то, что асинхронизированные синхронные генераторы обладают рядом ценных качеств, в настоящее время они наименее изучены Исследованию теории и практики управления автономными энергетическими комплексами и энергосбережением посвящено достаточно большое количество работ отечественных и зарубежных специалистов Однако, на уровне АСЭ эти исследования разрознены и не в полной мере способствуют решению данной проблемы Поэтому, исследование АСГ для автономных систем, работающих на различную нагрузку, является актуальной задачей.

Основания для выполнения работы. Диссертационная работа выполнена в Уфимском государственном авиационном техническом университете по плану научно-исследовательских работ по теме АП-ЭМ-02-04-ХГ

Целью выполнения диссертационной работы является создание автономной системы электроснабжения на базе асинхронизированного синхрошгого генератора, обеспечивающей требуемые показатели качества выходного напряжения при переменной частоте вращения приводно! о двигагеля

Основные задачи исследования:

1 Создание математической модели асинхронизированного синхронного генератора и расчет его статических характеристик при автономной работе

2 Исследование переходных процессов АСГ с помощью математического пакета МайаЪ

3 Разработка системы регулирования тока возбуждения АСГ, обеспечивающей необходимые показатели качества электроэнергии

4 Создание комплекса программ для исследования автономной системы электроснабжения

5 Экспериментальное исследование АСГ с использованием пакета ХабКген’ для проверки адекватности полученных теоретических результатов

Методы исследовании При решении поставленных задач использовались как теоретические, так и экспериментальные методы исследования Научные исследования основывались на применении методов теории электромеханического преобразования энергии, общей теории дифференциальных уравнений, методов современной теории автоматического управления, теории нелинейных систем, теории нечеткой логики При решении задач исследования статических и динамических режимов работы АСЭ, использовался метод компьютерного моделирования на основе математического пакета МайлЪШтиЬлк В ходе экспериментального исследования

использована программная среда ЬаЬУкV/ для решения задачи управления и наблюдения над электромеханическими системами

На защиту выносятся:

1 Структура автономной системы электроснабжения, включающая регулируемый преобразователь частоты с ШИМ-модуляцией

2 Методика построения характеристик асинхронизированного синхронного генератора – синхронная машин двойного питания – при автономной работе

3 Математическая модель для исследования переходных процессов автономной системы электроснабжения на базе универсальной машины переменного тока с помощью математического пакета Ма1!мЫЗти1тк

4 Система регулирования возбуждения асинхронизированного синхронного генератора на основе нечеткой логики, позволяющая обеспечить требуемые показатели качества электроэнергии

5 Результаты экспериментальных исследований, подтверждающие адекватность математической модели и достоверность полученных теоретических данных

Научная новизна.

1 Разработана система автоматического регулирования возбуждения асинхронизированного синхронного генератора на основе теории нечетких множеств, позволяющая улучшить динамические характеристики и повысить показатели качества электроэнергии в автономных системах электроснабжения

2 Создана математическая модель разработанной автономной системы электроснабжения, позволяющая построить статические и динамические характеристики асинхронизированного синхронного генератора

3 Определены наиболее рациональные режимы работы автономной системы электроснабжения при изменении нагрузки АСГ и частоты вращения приводного двигателя

4 Разработано программное обеспечение для исследования автономной системы электроснабжения на базе универсальной машины переменного тока с предложенной системой автоматического регулирования

Практическая ценность диссертационной работы

1 Создана АСЭ на базе АСГ с показателями качества удовлетворяющими требованиям действующих ГОСТов

2 Рассчитаны пределы регулирования напряжения возбуждения для универсальной машины при различной частоте вращения приводного двигателя

3 Предложены программы анализа переходных и установившихся режимов универсальных машин переменного тока с системой возбуждения, регулируемой алгоритмами на основе теории нечетких множеств, для автономных систем

электроснабжения, защищенные свидетельством об официальной регистрации программ для ПЭВМ

4 Спроектирован и выполнен макетный образец преобразователя частоты с микропроцессорным управлением для системы регулирования тока возбуждения асинхронизированного синхронного геператора

Внедрение результатов работы. Материалы диссертационной работы

используются для проектирования автономных систем электроснабжения в ООО «Энергоинновация» Результаты работы используются в учебном процессе УГАТУ

при подготовке бакалавров, инженеров и магистров специальностей 140601 «Электромеханика» и 140205 «Электроэнергетические системы и сети»

Апробация работы Основное содержание и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» 2006 г (г Липецк), на Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» 2003 г (г Уфа), научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежная наука и АПК проблемы и перспективы» 2005 г (г Уфа), научно-техническая конференция «Электромеханика, электротехнические комплексы и системы» 2005 г (г Уфа), научно-техническая конференция «Электромеханика, электротехнические комплексы и системы» 2006 г (г Уфа), научно-техническая конференция «Электромеханика, электротехнические комплексы и системы» 2007 г (г Уфа), Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения» 2007 г (г Уфа)

Публикации По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, включая 1 статью в издании из перечня, утвержденного ВАК России («Вестник саратовского государственного технического университета»), 11 статей, два программных продукта, зарегистрированных в Российском агентстве по патентам и товарным знакам

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 142 наименований и 4-х приложений Основная часть диссертации изложена на 151 страницах машинописного текста и содержит 68 рисунков и 4 таблицы

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введепии обоснована актуальность и практическая значимость, сформулирована основная цель работы и обоснованы задачи, которые необходимо решить для ее достижения Определены научная новизна и основные положения, выносимые на защиту

В первой главе

Рассмотрены перспективы и тенденции как отечественного, так и мирового развития автономных систем электроснабжения Проведен анализ требований, предъявляемых к синхронным машинам автономных систем электроснабжения

Основными достоинствами асинхронизированного синхронного генератора по отношению к синхронным и асинхронным генераторам является то, что АСГ способны генерировать напряжение постоянной частоты при неременной частоте вращения Они обладают принципиально большими, чем синхронные генераторы, пределами устойчивости Асинхронизированиые синхронные генераторы способны экономично регулировать реактивную мощность при параллельной работе с сетью, и особенно эффективны там, где по условиям эксплуатации требуется регулирование частоты вращения в сравнительно ограниченных пределах выше и ниже синхронной Асинхронизированиые компенсаторы и двигатели при определенном управлении и наличии соответствующей маховой массы способны кс нроггу екать толчки активной и реактивной мощности нагрузки в питающую сеть, обеспечивать демпфирование колебаний не только напряжения, но и частоты

Системы возбуждения генераторов автономных энергетических систем характеризуются полной автономностью – начальное возбуждение обеспечивается исключительно за счет внутренних источников, простотой и эффективностью схемотехнических и конструкторских решений, обеспечивающих высокую надежность и хорошие массогабаритные показатели, техническими характеристиками, удовлетворяющими нормативно-техническим требованиям

Б работе предложено использование нечеткого регулятора в условиях отсутствия четкой математической модели объекта управления, позволяющего построить достаточно простые (с вычислительной точки зрения), быстродействующие алгоритмы управления, которые являются, малочувствительными к действию параметрических возмущений и помех Приведена основная математическая модель АСГ

Математическая модель АСГ может быть представлена в виде обобщенной модели электрической машины с симметричными двухфазными системами обмоток на статоре и роторе, имеющих постоянные параметры

Система дифференциальных уравнений такой модели при общепринятых допущениях и записи в относительных единицах в системе вращающихся координат, с произвольной частотой а>к, имеет вид

с1у/, ¡¡О)

+ (о>к -М = + х^1„1/я – 1Ч1„),

Г, +

где ии, – составляющие напряжения на шинах, Vий – составляющие напряжения, приложенного к обмотке возбуждения, г, – активное сопротивление статорной цепи и обмотки возбуждения, ^, г?, ¡//0 гЛ – проекции токов статарной цепи и обмотки возбуждения, У/, ~ проекции потокосцеплений обмотки статора

и возбуждения, х,х},ха/- полное сопротивление обмоток статора, ротора и

сопротивление взаимной индуктивности соответственно, М – вращающий момент приводного двигателя, 3 – постоянная инерции вращающихся частей генератора, ар – частота вращения ротора

В дальнейшем принимаем, что частота ак является постоянной и равна базисной частоте а>к-(ов= 1,0 За базисные величины напряжения и тока принимаются амплитуды соответствующих фазных величин статорной обмотки, за базисное потокосцепление статора принимаем потокосцепление, индуктирующее в обмотке статора базисное напряжение при базисной угловой частоте

Система уравнений (1) принимается за исходную при проведении дальнейших исследований Эти уравнения, совместно с уравнениями нагрузки, позволяют решать задачи переходных и стационарных процессов, при различных частотах вращения и различных структурах регулятора При этом, необходимо отметить следующее в автономных системах, исследуемых в настоящей работе, наиболее характерными являются переходные процессы при переменной частоте вращения ротора либо при заданном законе изменения частоты вращения ротора

Стремление повысить надежность электрических сетей и средств управления ими предъявляет более высокие требования к точности моделирования аварийных режимов и вызывает необходимость совершенствования технических средств вычислений

Современные компьютерные системы позволяют реализовать достаточно совершенные алгоритмы вычислений, а точность моделирования процессов в этих условиях во многом определяется точностью и достоверностью исходных данных, основу которых составляют параметры моделей электрических сетей

В работе предложено использовать среду МшЬаЬ с пакетом расширения БтЫтк, как один из самых мощных и эффективных инструментов для создания разнообразных программных комплексов, предназначенных для решения научно-технических задач Это позволило выполнить схемотехническое моделирование электротехнического объекта, сократив при этом время моделирования

Рассмотрен общий принцип управления АСГ АСГ имеет на роторе систему обмоток (две и более) с несовпадающими осями, что дает возможность регулирования пространственной составляющей МДС возбуждения Таким образом, в АСГ появляется дополнительная степень свободы управления, что используется для раздельного управления электромагнитным моментом и реактивной мощностью

В установившемся режиме токи ротора пропорциональны напряжению возбуждения только при синхронной частоте вращения ротора (при 5 = 0) При . г * 0 появляются перекрестные связи, выражающиеся в том, что управление одной проекцией тока ротора оказывает влияние на другую

При работе АРВ формируются два сигнала постоянного тока, соответствующие синхронным проекциям и/ Управление АСГ реализуется введением переменного напряжения возбуждения в фазы обмоток возбуждения, расположенные на роторе, вращающиеся с частотой со и занимающие в текущий момент времени данное угловое положение

В заключении формулируются задачи, которые ставятся и решаются в диссертационной работе

Во второй главе

Рассматриваются особенности построения компьютерной модели АСЭ на базе АСГ, которая создана по модульному принципу из основных элементов автономной системы (АСГ, системы возбуждения и АРВ, дизельного двигателя, нагрузки), построенной в пакете МшЬаЬ

Для адекватного моделирования АСЭ необходимо наличие моделей всех элементов и компонентов АСЭ с установленными между ними связями, и задание необходимых технических параметров исследуемой системы

На рис 1 представлена функциональная блок-схема АСГ, реализованная по уравнениям Парка -Горева Схема состоит из блоков преобразования трехфазной системы координат в двухфазную и обратно, модели АСГ, выполненной на основании уравнений Парка – Горева, модели относительного движения ротора генератора

V тех

Рисунок 1 Функциональная блок-схема уравнений Парка – Горева

Рассмотрена процедура формализации работы системы управления с применением теории нечетких множеств, а также приведено описание разработанного метода синтеза нечеткого управления в системе АРВ генератора

Реализация системы автоматического регулирования возбуждения АСГ на базе нечеткого регулятора выполнена в пакете Fuzzy Logic Toolbox, входящем в состав системы Matlab Пакет содержит набор GUI (Graphic User Interface) модулей, который обеспечивает проведете этапа структурной идентификации в диалоговом режиме

Общая схема обработки нечеткой информации (нечеткий регулятор) в системе управления организована следующим образом Точные исходные данные с датчиков, контролирующих управляющий процесс, переводятся в значения лингвистических переменных в блоке «фаззификатор» Далее реализуются процедуры нечеткого вывода на множестве продукционных правил, составляющих базу знаний системы управления, в результате чего формируются выходные лингвистические значения, которые переводятся в точные значения результатов вычислений в блоке, «дефаззификатор» На выходе последнего формируются управляющие воздействия на исполнительные механизмы Эта концептуальная схема лежит в основе так называемого нечеткого контроллера, используемого в интеллектуальных системах обработки неопределенной информации, в частности, в системах интеллектуального управления на базе микроконтроллера

Рассмотрен алгоритм автоматизации этапа параметрической идентификации, выполненный в пакете Fuzzy Logic Toolbox Настройка нечеткой модели типа Сугено (Sugeno) проводилась как в командном режиме с помощью функции anfis, так и в диалоговом режиме с использованием GUI модуля anfisedit. Настройка выполнена с использованием технологии ANFIS (Adaptive Network based Fuzzy Inference System)

Для процесса настройки нечеткого регулятора создана база данных (в виде числовых значений) внешних регулировочных характеристик АСГ для различных видов нагрузки при статических и динамических режимах работы автономной системы электроснабжения В процессе настройки нечеткого регулятора (HP) использовались данные, полученные как в ходе моделирования, так и в результате экспериментов

Формализация термов реализована с помощью симметричной гауссовской функцией принадлежности (gaussmf)

2’2′ (2)

где х – элемент универсального множества, h – параметр функции принадлежности (координата максимума), с – параметр функции принадлежности (коэффициент концентрации)

Выбор такого типа функции принадлежности обусловлен ее достаточной гибкостью и простотой – она задается лишь двумя параметрами Это позволяет сократить размерность задачи оптимизации, возникающей на этапе параметрической идентификации

На рис. -

□

Р иггу 1_од1с СопЬоИ&г

Рисунок 4. Компьютерная модель автономной системы электроснабжения на базе АСГ с системой регулирования на базе нечеткой логики

На рис 4 представлена структурная схема АСЭ, состоящая из следующих моделей асинхронизированного синхронного генератора (ASG), как основного источника электрической энергии, системы регулирования и управления возбуждением АСГ при работе АСЭ, созданного на базе нечеткого регулятора, дизельного двигателя (Diesel), как элемента приводного двигателя для генератора, инвертора (Invertor) на базе IGBT-транзисторов с ПВМ, нагрузки, как основного потребителя электрической энергии (Parallel RLC Load), выполненного в виде параллельной RLC нагрузки

Важным условием правильного моделирования и, соответственно, успешного математического анализа, является предварительная подготовка данных, которая включает различные преобразования исходных, «сырых» экспериментальных значений

Исходные данные почти всегда содержаг погрешности, как случайные, так и систематические Их можно объяснить как сбоем устройств измерения, так и различного рода помехами Для обработки данных использован метод сглаживания Савицкого – Голея

Предложенная компьютерная модель позволяет получить как статические, так и динамические характеристики АСГ, а также реализовать АРВ на базе нечеткой логики Разработанные модели зарегистрированы в РосАПО

В третьей главе

Проведено математическое моделирование автономной системы электроснабжения, исследованы статические и динамические процессы в АСГ, рассмотрены особенности системы стабилизации выходных электрических параметров, а также рассчитаны характеристики АСГ при различном характере нагрузки и частоте вращения приводного двигателя

Для построения статических характеристик принята обобщенная математическая модель АСГ согласно (1)

В векторной форме система уравнений (1) в установившемся режиме может бьггь записана следующим образом

где и, 1,- результирующий вектор напряжения, тока статора и ротора г, ту -активное сопротивление обмотки статора и ротора, Ь, – полные индуктивности обмоток статора, ротора и взаимная индуктивность соответственно

(3)

Из уравнения (3) после соответствующих преобразований для установившегося режима имеем:

т __

(Я + г„ + ;х)( + + х1^’

иг

Яг +jx/s + xl/. ++.

На рис. 6 представлены внешние и регулировочные характеристики АСГ мощностью 200 Вт, при различном характере нагрузки.

(6)

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 1,А

– ¿ = -0,1 — 5 = 0,1

0,0 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1, А б)

Рисунок 6. Характеристики АСГ а) внешняя, б) регулировочная

Как видим (рис. 6а), внешние характеристики для АСГ при различном скольжении отличаются, что вызвано взаимным влиянием токов статора и возбуждения.

Регулировочные характеристики (рис. 66) АСГ по сравнению с СГ жестче, что объясняется наличием электромагнитной мощности возбуждения при переменном токе.

С помощью разработанной математической модели проведено исследование статических и динамических процессов, которые происходят в АСЭ с различными системами автоматического регулирования тока возбуждения АСГ. Моделирование

выполнено для различных режимов работы и при различном характере нагрузке. В результате моделирования получены зависимости для основных величин АСЭ.=0,174%, а установившееся отклонение частоты равно 5/,, =0,125%. Коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения статора соответствует требованиям действующего стандарта и не превышает Ки = 5% для всего диапазона изменения нагрузки.

Применение теории нечетких множеств в системе автоматического регулирования повышает качественные показатели переходного процесса в среднем в 1,4 раза, по сравнению с классическим регулятором системы возбуждения генератора.

Разработанный алгоритм и программы расчета позволяют провести функциональный и параметрический анализ универсальной машины переменного тока и системы возбуждения, оценить эффективность нечеткого регулирования по отношению к классическому ПИД регулятору как »ри постоянной, так и переменной частоте вращения.

Четвертая глава

Посвящена экспериментальным исследованиям, проведенным для проверки теоретических положений и оценки адекватности компьютерных моделей, приведенных в данной работе Результаты экспериментов представлены в сравнении с результатами исследования на имитационной модели Экспериментальное исследование выполнено на базе учебного стенда «Модель электрической системы»

Принципиальная схема экспериментальной установки приведена на рис 9

Рисунок 9 Принципиальная схема экспериментальной установки

В качестве преобразователя частоты в цепи системы возбуждения АСГ использован преобразователь со звеном постоянного тока, с силовой частью па базе ЮВТ-транзисторов

В ходе экспериментальных исследований получены значения параметров исследуемого генератора при автономной работе для создания компьютерной модели АСГ Определены синхронное индуктивное сопротивление, индуктивные сопротивления обмотки статора и ротора, постоянная обмотки возбуждения и сопротивления обмоток универсальной машины переменного тока Исследованы режимы холостого хода, короткого замыкания, симметричной активной, активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузки, наброс и сброс номинальной нагрузки

Для проверки адекватности созданной модели АСЭ, проведена серия экспериментов, в ходе которых построены и проанализированы внешние (статические), динамические характеристики, которые отличаются от расчетных не более 8 % для статического и не более 10 % для динамического режима работы

В ходе экспериментов проведено исследование гармонического состава выходного напряжения, так как для АСЭ одним из важнейших параметров является гармонический состав выходного напряжения, поскольку возбуждение выполняется переменным током от преобразователя частоты При исследовании установившихся режимов оценивался спегарапьный состав напряжения на выводах АСГ при автономной работе с 50 % и 100 % загрузки генератора на активно-индуктивную нагрузку На рис 10, представлены осциллограммы амплитуд гармонических составляющих напряжения в установившемся режиме при номинальной нагрузке

ис, в 37,5 25,0 12,5 0,0

. 1,0

1 и, ииь.

100,0

300,0

1.0

1,0

3,0

10,0 30,0 100,0 300,0 1,0 к 2,5 к ¿Гц

Рисунок 10. Амплитуды высших гармоник в напряжение статора АСГ в установившемся режиме

Коэффициенты высших гармоник напряжения со стороны статора генератора существенно меньше нормально допустимых значений по стандарту на качество электроэнергии ГОСТ 13109-97 и стандартом 1ЕС 61000-4-30, Исходя из этого, при использование ПЧ с системой ПВМ в цепи возбуждения АСГ не требуется дополнительных мер по улучшению качества выходного напряжения генератора

Адекватность теоретических и расчетных данных проверялась на основании сравнительного анализа характеристик, полученных при проведении экспериментов и компьютерного моделирования статических и . динамических характеристик. Результаты экспериментальных исследований подтвердили корректность основных теоретических положений, выявленных в результате проведенных исследований и пригодность созданной компьютерной модели для исследования статических и динамических режимов АСЭ на базе АСГ.

В приложении приводятся: методика расчета АСГ; технические характеристики экспериментальной установки; технические данные системы ввода аналоговых данных; расчет погрешности измерения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. При создании автономных источников напряжения стабильной частоты для АСЭ при переменной частоте вращения приводного двигателя целесообразно применять АСГ, который обеспечивает высокое качество выходного напряжения при изменении частоты вращения приводного вала.

2. Разработана математическая модель АСГ, позволяющая исследовать установившиеся и переходные процессы АСЭ как её отдельных элементов, так и в целом, совместно с различной системой управления. Модель имеет открытую архитектуру, построенную по блочному принципу с возможностью оперативного изменения в зависимости от конкретно решаемой задачи.

3. Предложена система АРВ при переменных значениях частоты вращения ротора АСГ на базе теории нечетких множеств. Для рассматриваемой модели синтезирована система стабилизации амплитуды и частоты генерируемого напряжения с применением нечеткой логики.

4 Доказано, что испочыование нечеткого регулятора в системе АРВ генератора позволяет обеспечить требуемые показатели качества выходного напряжения в широком диапазоне изменения нагрузки Сравнительный анализ динамических режимов автономного АСГ с нечеткими алгоритмами управления и классическими регуляторами, полученный при компьютерном моделировании показал, что использование нечеткой логики обеспечивает требуемую стабилизацию параметров генерируемой электроэнергии и уменьшает время переходного процесса Время регулирования и значение отклонения напряжения во всем диапазоне изменения нагрузки в среднем в 1,4 раза меньше по сравнению с использованием классического регулятора возбуждения генератора

5 Проведено сравнение основных показателей качества электрической энергии в различных режимах работы АСЭ на базе АСГ Установившееся отклонение напряжения при включении номинальной нагрузки с cos <р = 0,8 SUy = 1,47%, а установившееся отклонение частоты равно Sfy =0,125%, коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения не превышает Кц = 5%

6 Проверена адекватность математической модели и достоверность теоретических и расчетных данных на основании сравнения практических результатов, полученных на базе учебного стенда «Модель электрической системы», с результатами расчетов, выполненных посредством компьютерного моделирования Установлено, что зависимости, полученные при моделировании, достоверны и практически отличаются не более чем на 10% от результатов математическою моделирования, т е находятся в пределах допустимой точности инженерных расчетов Экспериментальные результаты, полученные на основе результатов математического моделирования, свидетельствуют об адекватности разработанных математической и компьютерной моделей АСЭ реальным процессам

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В рецензируемом журнале аз списка ВАК

1 Семенов В В , Рогинская JIЭ, Султангалеев Р Н Имитационная модель асинхронизированного синхронного генератора при автономной работе // Вестник саратовского государственного технического университета №1(23) выпуск 3,2007 -С 110-116

В других изданиях

2 Семенов В В Анализ режимов работы энергетических систем в пакете MATLAB // Интеллектуальные системы управления и обработки информации Материалы всероссийской молодежной научно-технической конференции – Уфа, 2003 -С 215

3 Семенов В В Математическое моделирование переходных процессов синхронного генератора // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы Межвузовский научный сборник. – Уфа, 2003 -С 147-150

4 Семенов В В, Семенов В В Модель синхронного генератора с симметричными магнитными параметрами в пакете МаЙаЬ // Известия академии инженерных наук им АМ Прохорова «Юбилейный 15-й том посвященный столетию со дня рождения А М Бамдаса и Ю Л Мукосеева» / Под ред Ю В Гуляева – Москва – Н Новгород НГТУ.2005 Т 15 -С 184-187

5 Программа расчета переходных процессов в синхронном генераторе / Семенов В В , Рогинская Л Э, Султангалеев Р Н / Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613589 – М РосАПО, 2006

6 Семенов В В , Султангалеев Р Н Автономные системы электроснабжения с асинхронизированными синхронными машинами // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы Межвузовский научный сборник -Уфа, 2006 -С 220-224

7 Семенов В В Асинхронизированные генераторы автономных электрических систем // Анализ, синтез и управление в сложных системах Сборник научных трудов – Саратов, 2006 -С 24-27

8 Семенов В В Виртуальная модель асинхронизированного синхронного генератора автономных систем // Энергетика и энергоэффекгавные технологии Сборник докладов международной научно-технической конференции, часть 2, Липецк, 2006 – С 14-17

9. Программа расчета динамических режимов работы асинхронизированного синхронного генератора с системой стабилизации параметров на базе нечеткой логики / Семенов В В, Рогинская Л Э, Султангалеев Р Н / Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007613666 -М РосАПО, 2007

10 Семенов В.В, Султангалеев РН Нечеткое управление асинхронизированным синхронным генератором при автономной работе // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы Межвузовский научный сборник – Уфа, 2007 – С 103-106

11 Семенов В В Динамические режимы асинхронизированного синхронного генератора в дизель-электрических агрегатах // Энергетика и энергоэффективиые технологии Сборник докладов П ежегодной международной научно-технической конференции, Липецк, 2007 – С 55-60

12 Семенов В В Оптимизация переходных процессов асинхронизированного синхронного генератора при автономной работе // Мавлютовские чтения Всероссийская молодежная научная конференция Том 2 – Уфа, 2007 – С 38

13 Семенов В В, Костенко А И. Асинхронно вентильный каскад на базе универсальной машины переменного тока // Энергетика экология, надежность, безопасность X Всероссийский студенческий научно-технический семинар -Томск, 2008 – С 70-74

14 Семенов ВВ. Цифровая система управления током возбуждения асинхронизированного синхронного генератора // Электронные устройства и системы Межвузовский научный сборник – Уфа, 2008 -С 106-110

Соискатель

Семенов В В

Семенов Василий Владимирович

АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ АСИНХРОНИЗИРОВАННОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Специальность 05 09 03 – Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 14 08 2008 г Формат 60х80 1/16 Бумага офсетная Печатышоская Гарнитура Тайме Уел печ л 1,0 Уел кр -отг 1,0 Уч -изд л 0,9 Тираж 100 экз Заказ №296 Бесплатно

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиациошшй технический университет Центр оперативной полиграфии 450000,Уфа-центр,ул К Маркса, 12

Расчет системы автономного электроснабжения | Планета Решений

Расчет системмы автономного электроснабжения для минимальных потребностей небольшого дома
Расчет затрат электроэнергии
Наименование электрозатрат	время использования ч в сут	Мощность, Вт	Количество, штук	Вт	Вт*час в сут
Постоянные затраты
Насос погружной				370	370
Светильник				60	300
Холодильник A+++				20	240
Циркуляционный насос				15	360
Ноутбук				60	480
Блоки питания телефонов, роутеров и т.д.				40	120
Телевизор				0	0
Радиоаппаратура				0	0
Другие приборы				0	0
Затраты в солнечные дни
Стиральная машина, электроинструмент				2000	4000
Затраты электроэнергии в пасмурный день				565	1870
Затраты электроэнергии в в солнечный день				2565	5870
Тип автономной системы, вольт	482412
Инвертор
Входное напряжение, вольт	48
Выходное напряжение, вольт	230
Мощность не менее, Вт	2565
Аккумуляторы
Время работы от аккумуляторов без подзарядки, часов
Минимальный процент заряда,
Емкость аккумуляторов не менее Вт*ч	7480
Напряжение 1 аккумулятора, вольт
Емксть 1 аккумулятора, А*ч
Общее количество аккумуляторов, штук	8
Общая емкость аккумуляторов Вт*ч	9600
Количество аккумуляторов в последовательных группах, штук	4
Количество последовательных групп, которые соеденены параллельно, штук	2
Контроллер
Тип контроллера	PWM MPPT
Коэффициент преобразования,	VALUE!
Входное напряжение не более, вольт
Выходное напряжение, вольт	48
Мощность контроллера не менее, Вт	500
Ток контроллера не менее, А	10
Солнечные панели
Затраты энергии в солнечный день:	10670
1) Зарядка аккумуляторов, Вт*ч	4800
2) Затраты на электроприборы, Вт*ч	5870
Общие затраты, Вт*ч	10670
Время попадания солнца на панели в ясный день, часов
Требуемая мощность от панелей в солнечный день, Вт	1334
Коэффициент преобразования контроллера,	VALUE!
Суммарная мощность панелей по паспорту не менее, Вт	0
Мощность 1 панели, Вт
Максимальное напряжение от 1 панели, вольт
Общее количество панелей, штук	2
Общая мощность панелей, Вт	500
Количество панелей в последовательных группах, штук	2
Количество последовательных групп, которые соеденены параллельно, штук	1
Схема присоединения:
напряжение панели, В	50	varsvg_$x1	50
мощность панели, Вт	250	varsvg_$x2	250
входящее напряжение контроллера, В	100	varsvg_$x3	100
исходящее напряжение контроллера, В	48	varsvg_$x4	48
мощность контроллера, Вт	500	varsvg_$x5	500
мощность инвертора, Вт	2565	varsvg_$x6	2565
Входящее напряжение инвертора, В	48	varsvg_$x7	48
Исходящее напряжение инвертора, В	230	varsvg_$x8	230
Напряжение аккумулятора, В	12	varsvg_$x9	12
емкость аккумулятора, А*Ч	100	varsvg_$x10	100
тип контроллера		varsvg_$x11	MPPT
панели
Количество в группе	2	varsvg_$n21	2
Количество групп	1	varsvg_$n31	1
Всего	2	varsvg_$n41	2
видимость1	1	varsvg_$f11	1
аккумуляторы
Количество в группе	4	varsvg_$n2	4
Количество групп	2	varsvg_$n3	2
Всего	8	varsvg_$n4	8
видимость1	1	varsvg_$f1	1
Количество солнечных панелей не менее, шт	0
Емксть 1 аккумулятора, Вт*ч	1200
Количество аккумуляторов по емкости, штук	6
количество последовательно соединенных акк в цепь, штук	4
количество последовательных цепей, шт	2
	48
	24
	12
2	VALUE!
PWM	75
MPPT	97

Автономные системы электроснабжения

Объекты, которые нельзя подключить к общей линии подачи электричества, применяют автономные системы электроснабжения, основой для которых, являются электрические, дизельные и газопоршневые электрические подстанции, для них это единственное верное решение. К потребителям индивидуальной энергии можно отнести компании газонефтяной промышленности, а также небольшие поселения, отдаленные от городских коммуникаций.

Автономные системы электроснабжения, их выбор для оборудования на конкретном участке обусловливается располагаемыми топливными ресурсами. При наличии подключений к общей газовой магистрали, самыми оптимальными считаются устройства с газопоршневым принципом действия.

Автономные системы электроснабжения, благодаря индивидуальным источникам получения энергетических ресурсов позволяют оборудованию в целом функционировать самостоятельно, без связи с национальными или территориальными энергосистемами. К таким системам электрической запитки относятся солнечные источники, ветрогенераторы, гидрогенераторы, дизельные или же бензиновые генераторы.

 

Классическая структура электрооборудования автономных систем электроснабжения:

 

1. Источник электроресурсов:
• Генераторное устройство с жидким горючим веществом, работающее на бензине или дизельных средствах;
• Ветрооборудование получения электроресурсов;
• Фотоаккумулятор электродействия;
• Гидроэлектростанция.

 

 

Источников электрических энергонакоплений существует много типов, в роли контрольного оборудуется один из вышеперечисленных видов, оставшиеся можно применить в качестве резервного (дополнительного) ресурса питания.

2. Накопительный аккумулятор – нужный компонент, который используют в таких устройствах, как автономные системы электроснабжения, на самовосстанавливающихся источниках электрозаряда, из-за того, что ресурс непостоянен. Использование в роли ключевого источника требует комплектацию накопительным аккумулятором, это разрешает запускать устройство короткий период в течение суток, при этом получать электропитание на постоянной основе.

3. Инвертор, позволяющий перерабатывать токи постоянного течения в переменные. Используют при необходимости, если получение переменного энергоресурса нужно с напряжением 220В, или при значительном удалении потребляющего оборудования от месторасположения накопительной батареи (ощутимым будет снижение в кабельной линии энергии постоянного потока, когда образовывается низкочастотная отдача).

 

 

4. Регулятор наполнения энергетического резервуара. Необходим для предупреждения перезаряда или переразряда накопительного аккумулятора. Как правило, данный механизм вмонтирован в инверторное приспособление автнономных систем электроснабжения.

5. Комплектующие детали для функционирования электроподающей линии – предохранительные приспособления, щитовые элементы, автоматические тумблеры, включатели, заземляющий компонент, кабели.

 

 

 

6. Нагрузка. Для оптимального уровня функционирования таких устройств, как автономные системы электроснабжения, возникает потребность использовать экономящие энергетический ресурс приборы. Для примера, лампы накала расходуют в четырехкратном размере большее количество энергетического ресурса, чем люминесцентного типа, а по сравнению со светодиодными лампами, расход превышает в 10 раз.

Цена приборов определяющих экономию электрической энергии значительно выше себестоимости простых приборов, но эксплуатация их разрешает значительно сэкономить финансы за счет контроля над отдачей источников и уровнем накопления аккумулятора.

 

Как функционируют автономные системы электроснабжения

 

Фундаментом беспрерывной подачи электроресурса в рамках автономной системы электроснабжения является инверторный механизм со значительным уровнем накопления аккумулятора. Ток исходит от установленного образовательного канала, преобразуется стабилизаторными процессами; при этом происходит накопление аккумуляторной емкости.

Если отключается общее питание, начинается автоматическая подача электричества на нагрузку с ИБП. Роль накопительного оборудования заключается в распределении дозированного надхождения электроресурса к объектам.

 

 

Проектирование системы электроснабжения в нефтяной промышленности

Трудоемкость обучения:	46 час(ов)
Для кого:	лица, имеющие или получающие среднее профессиональное и (или) высшее образование
Продолжительность обучения:	год(а)
По окончании обучения выдается:	Удостоверение о повышении квалификации

Программа имеет своей целью качественное изменение следующих профессиональных компетенций слушателей, необходимых для профессиональной деятельности в рамках имеющейся квалификации:

• способность участвовать в проектировании систем электроснабжения в нефтяной промышленности;
• способность выполнять анализ энергоэффективности электрохозяйства предприятий нефтяной промышленности.

 

В результате освоения программы слушатель должен приобрести следующие знания и умения, необходимые для качественного изменения компетенций:

слушатель должен знать:

• основные требования нормативных документов по проектированию систем электроснабжения в нефтяной промышленности;
• особенности электропривода технологических установок;
• схемы автономных источников электроснабжения;
• пути повышения энергоэффективности электрохозяйства предприятий нефтяной промышленности;

слушатель должен уметь:

• анализировать режимы нагрузки электрических сетей и электроприводов;
• выполнять несложные электротехнические расчеты.

Технико-экономическое обоснование возобновляемой автономной системы электроснабжения в прибрежной зоне в Индонезии

Автор

Включено в список:

• Мохаммад Нур Хидаят

  (Департамент электротехники, Государственный политехнический институт Маланга, улица Сукарно-Хатта № 9, Маланг 65141, Индонезия.)

• Ангга Нур Рахмат

  (Департамент электротехники, Государственный политехнический институт Маланга, улица Сукарно-Хатта № 9, Маланг 65141, Индонезия.)

• Фердиан Ронилайя

  (Департамент электротехники, Государственный политехнический институт Маланга, улица Сукарно-Хатта № 9, Маланг 65141, Индонезия.)

Abstract

Программа правительства Индонезии по предоставлению решений проблем распределения электроэнергии для доставки в удаленные или изолированные районы направлена ​​на оптимизацию потенциала возобновляемых источников энергии в этом районе. Ожидается, что сочетание обычных электростанций (дизельных генераторов) с возобновляемыми источниками энергии (фотоэлектрические и ветряные турбины) решит проблему электроснабжения в изолированных районах южного округа Тулунгагунг, а именно в жилом районе на пляже Брумбун.Существование государственной помощи в виде солнечных панелей, распределяемых между каждым главой семьи, по-прежнему не может оптимизировать использование электроэнергии в течение 24 часов в сутки, это связано с тем, что производство дизельных генераторов и солнечных панелей осуществляется отдельно. Это исследование сосредоточено на проектировании и анализе возобновляемой автономной системы электроснабжения, которая состоит из централизованных систем дизельного генератора с солнечной энергией (солнечная панель – ветряная турбина – дизельный генератор) с использованием программного обеспечения HOMER. Это программное обеспечение не только используется для создания проектов, но и способно выполнять наиболее оптимальную оценку проекта системы путем сортировки на основе общей стоимости, базового тарифа на электроэнергию и выбросов углекислого газа.Исследование, проведенное при проектировании четырех конфигураций электростанций, показывает, что использование дизельных генераторов мощностью 10 кВт, солнечных панелей 8 кВт и ветряных турбин мощностью 6 кВт является лучшим решением, поскольку сочетание трех источников энергии показывает чистую приведенную себестоимость 44 680 долларов США, стоимость энергии 0,268 кВтч / доллар, выбросы CO2 1077 кг / год, а дизельный генератор использует только 54 минуты в день.

Рекомендуемое цитирование

Мохаммад Нур Хидаят и Ангга Нур Рахмат и Фердиан Ронилая, 2020.« Анализ осуществимости возобновляемой автономной системы электроснабжения в прибрежной зоне в Индонезии », Международный журнал экономики и политики энергетики, Econjournals, vol. 10 (3), страницы 175-181.

Рукоятка: RePEc: eco: journ2: 2020-03-21

Скачать полный текст от издателя

Исправления

Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами. Вы можете помочь исправить ошибки и упущения.При запросе исправления укажите номер этого элемента: RePEc: eco: journ2: 2020-03-21 . См. Общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.

По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, заголовка, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь:. Общие контактные данные провайдера: http://www.econjournals.com .

Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь.Это позволяет привязать ваш профиль к этому элементу. Это также позволяет вам принимать потенциальные ссылки на этот элемент, в отношении которых мы не уверены.

У нас нет библиографических ссылок на этот товар. Вы можете помочь добавить их, используя эту форму .

Если вам известно об отсутствующих элементах, цитирующих этот элемент, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого ссылочного элемента. Если вы являетесь зарегистрированным автором этого элемента, вы также можете проверить вкладку «Цитаты» в своем профиле RePEc Author Service, поскольку там могут быть некоторые цитаты, ожидающие подтверждения.

По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, названия, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: Ильхан Озтюрк (адрес электронной почты указан ниже). Общие контактные данные провайдера: http://www.econjournals.com .

Обратите внимание, что исправления могут занять пару недель, чтобы отфильтровать различные сервисы RePEc.

Автономная власть – обзор

2 Теория

Формирование европейского государства было многомерным процессом, но большинство теорий государственного строительства по-прежнему одномерны.Таким образом, многофакторная трехуровневая теория государственного строительства, которая объединяет (а) микроуровень индивидов и групп, (б) мезоуровень политической системы и (в) макроуровень общества, представляет собой более многообещающее предложение (Reinhard 1992).

Государственное строительство начинается на микроуровне с корыстной жажды власти отдельных людей, часто с конкурентного преимущества владения королевской властью. До существования государства как абстрактного института необходимая надличностная преемственность обеспечивалась династией.Династическое государственное строительство заключалось в устранении или, по крайней мере, в контроле над соперничающими обладателями автономной власти, начиная с догосударственной фазы истории – дворянством, церковью, городскими и сельскими общинами – с целью установления монополии на власть. Чтобы добиться успеха, династиям требовалась помощь правящих элит, которые в своих интересах сделали рост государственной власти своим делом. В конечном итоге адвокаты буржуазного происхождения оказались более подходящими для этой роли, чем члены церкви или дворянства, потому что, в отличие от последних, адвокаты обязаны своим статусом и властью служению монархам.

Глубокие изменения на мезоуровне политической системы явились результатом успешного использования войны, религии и патриотизма с целью расширения династической власти. Существовавшее ранее соперничество европейских монархов неизбежно росло вместе с их властью, потому что стало необходимо опережать своих соседей, расти за их счет и, в свою очередь, защищать себя от тех же целей. Следовательно, им требовались постоянно растущие армии и деньги во все возрастающем количестве, чтобы заплатить им.В решающей фазе своего роста современное государство было военным государством, которое расширило свои налогообложение, управление и аппарат принуждения, главным образом, для ведения войны.

Это привело к циклическому процессу, циклу принуждения-извлечения (Finer 1997) и, наконец, к внутренней и внешней монополии насилия. В конце концов, войну ведут только государства. Частные войны, такие как вендетты или вражды, восстания знати или народа, больше не были законными при могущественном военном и полицейском государстве. «Необходимость» в служении общему благу служила ключевым аргументом, узаконившим этот рост государственной власти.Но когда конкурирующие «конфессиональные» церкви после протестантской Реформации потеряли большую часть своей автономии в пользу государства – цену, которую пришлось заплатить за политическую защиту, – религия стала инструментом эмоциональной идентификации подданных со своей страной. «Католик» и «баварский», «польский» или «испанский» стали почти синонимами, с одной стороны, так же как «протестантский» и «английский», «прусский» или «шведский» – с другой.

Существенный вклад был внесен социальной и культурной средой на макроуровне.Во-первых, геоисторическая множественность Европы была стимулом для роста государственной власти через цикл принуждения и изгнания. Результатом стал стабильный плюрализм внутренне строго унитарных государств – исключительный случай во всем мире. Универсальные империи никогда не имели шанса в Европе; Священная Римская империя немцев была в лучшем случае первой среди равных. Но внутреннее единство не было реализовано до конца восемнадцатого, девятнадцатого, а в некоторых случаях даже двадцатого века. Долгое время большинство монархий состояло из нескольких частей с неравным статусом, таких как Кастилия и Арагон или Полония и Литва.

Повсюду монархам приходилось иметь дело с мощной системой автономного местного дворянского правления, с одной стороны, с общенациональной сетью частично автономных городских и сельских общин, с другой, опять же с европейской спецификой. Кроме того, до Реформации Церковь считала себя независимым сообществом, в некотором смысле даже государством перед государством. Этот исключительный европейский дуализм духовного и мирского в сочетании с столь же уникальным политическим плюрализмом оказался предпосылкой политической свободы, хотя ни церковь, ни государство, ни дворяне, ни городские олигархии не выступали за какую-либо свободу, кроме своей собственной.Наконец, сильное положение церкви объясняется ее ролью хранителя латинской культуры. Римское право, до некоторой степени преобразованное в каноническое право Церкви, прямо и косвенно доказало основополагающее значение не только для построения монархического государства, но и для свободы личности и собственности.

Оптимальный дизайн автономной системы энергоснабжения с солнечно-ветровыми насосами

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.11.026Получить права и содержание

Основные моменты

•

Оптимальный дизайн система генерации возобновляемой энергии на основе гидроаккумулирующих устройств.

•

Оценка технико-экономических показателей оптимизированной системы микросетей.

•

Анализ чувствительности по ключевым параметрам.

Реферат

Возобновляемые источники энергии, в частности солнечная и ветровая энергия, интегрированная с технологией микросетей, предлагает важные возможности для удаленных сообществ по обеспечению электроснабжения, улучшению местной энергетической безопасности и условий жизни. Сочетание солнечной, ветровой энергии и накопления энергии делает возможным устойчивое производство энергии для удаленных населенных пунктов, а также снижает затраты на энергию по сравнению с дизельной генерацией.Целью данного исследования является оптимизация конструкции предлагаемой гибридной системы аккумулирования энергии с солнечно-ветровой накачкой в ​​автономном режиме для изолированной микросети мощностью несколько сотен кВт. Представлен первоначальный процесс проектирования основных компонентов системы, который затем оптимизирован на основе технико-экономической оценки. Далее исследуется оптимальная конфигурация системы при нулевой вероятности потери источника питания (LPSP). Кроме того, исследуются и сравниваются характеристики гибридных систем солнечно-ветряных, автономных и автономных систем с гидроаккумулятором при LPSP от 0% до 5%.Результаты показывают, что добавление ветряной турбины может привести к снижению стоимости энергии (COE) и помочь уменьшить размер накопителя энергии. Также выполняется анализ чувствительности по нескольким ключевым параметрам, чтобы изучить их влияние на COE системы.

Ключевые слова

Оптимальный дизайн

Насосный накопитель

Гибридная солнечно-ветровая система

Технико-экономическая оценка

Электроснабжение удаленных районов

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2014 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Анализ осуществимости возобновляемой автономной системы электроснабжения в прибрежной зоне Индонезии | Hidayat

Технико-экономический анализ возобновляемой автономной системы электроснабжения в прибрежной зоне в Индонезии

Абстрактные

Программа правительства Индонезии по обеспечению решений проблем распределения электроэнергии, чтобы добраться до удаленных или изолированных районов, направлена ​​на оптимизацию потенциала возобновляемых источников энергии в этом районе.Ожидается, что сочетание обычных электростанций (дизельных генераторов) с возобновляемыми источниками энергии (фотоэлектрические и ветряные турбины) решит проблему электроснабжения в изолированных районах южного округа Тулунгагунг, а именно в жилом районе на пляже Брумбун. Существование государственной помощи в виде солнечных панелей, распределяемых между каждым главой семьи, по-прежнему не может оптимизировать использование электроэнергии в течение 24 часов в сутки, это связано с тем, что производство дизельных генераторов и солнечных панелей осуществляется отдельно.Это исследование сосредоточено на проектировании и анализе возобновляемой автономной системы электроснабжения, которая состоит из централизованных систем дизельного генератора, работающих на солнечной энергии (солнечная панель – ветряная турбина – дизельный генератор), с использованием программного обеспечения HOMER. Это программное обеспечение не только используется для создания проектов, но и способно выполнять наиболее оптимальную оценку проекта системы путем сортировки на основе общей стоимости, базового тарифа на электроэнергию и выбросов углекислого газа. Исследование, проведенное при проектировании четырех конфигураций электростанций, показывает, что использование дизельных генераторов мощностью 10 кВт, солнечных панелей на 8 кВт и ветряных турбин мощностью 6 кВт является лучшим решением, поскольку комбинация трех источников энергии показывает чистую приведенную стоимость (NPC ) стоимостью 44 680 долларов США, стоимость энергии (COE) 0.268 кВтч / $, выбросы CO ₂ составляют 1077 кг / год, а дизельный генератор использует только 54 минуты в день.

Ключевые слова: Стоимость энергии, гибридное производство энергии, HOMER, чистая приведенная стоимость, возобновляемая энергия
Классификация JEL: C63, C88, Q42

DOI: https://doi.org/10.32479/ijeep.9066

Основы расчета и проектирования асинхронных дизель-генераторов для автономной системы электроснабжения

Абстрактные

В статье рассмотрены характеристики дизель-генераторных установок, применяемых в настоящее время в системах автономного электроснабжения.Проанализированы режимы работы синхронных генераторов и их перегрузочная способность. Перегрузочная способность дизель-генераторных установок (ДГУ) может быть значительно увеличена при использовании в качестве электромеханического преобразователя энергии асинхронных генераторов (АГ). Первоначальный алгоритм их выбора предполагает расчет оптимального значения частоты вращения ротора и выбор диапазона частот вращения. Величина оптимального значения частоты вращения определяется в зависимости от способа поддержания постоянства частоты тока при расчете параметров автономного асинхронного полупроводникового каскада, под которым понимается АГ вместе с его системой возбуждения и управления.Рассмотрены зависимости отдельных сроков потерь электроэнергии от режима работы автономного асинхронного полупроводникового каскада. После определения оптимальной скорости выбирается возможная мощность АГ. Затем из ряда мощностей выбирается его номинальная мощность. После определения номинальной мощности, минимального и максимального значений частоты вращения можно определить оптимальные режимы работы дизель-генераторной установки с АГ. За критерий оптимальности принят удельный эффективный расход топлива дизель-генераторной установки.Такой подход к выбору типа дизель-генераторной установки при проектировании систем автономного электроснабжения требует детального рассмотрения технико-экономических характеристик агрегатов. Предложенные принципы проектирования позволяют обеспечить наиболее полное использование положительных свойств дизельного двигателя и электромеханической системы преобразования энергии, в результате чего улучшить технико-экономические характеристики систем автономного электроснабжения.

Электронный модуль защищает автономные автомобили от сбоев питания

Энергоснабжение автономных электромобилей обеспечивается двумя источниками: помимо высоковольтной батареи, имеется аккумулятор на 12 В, который питает автомобиль в режиме ожидания или в условиях высокой нагрузки. когда автомобиль находится в движении.Таким образом, важные для безопасности компоненты, такие как тормоза и рулевое управление, могут быть подключены к двум путям передачи энергии. Но что будет, если в одном из них произойдет сбой?

В сегодняшней бортовой сетевой архитектуре высоко и полностью автоматизированных транспортных средств распространенной практикой является изоляция пораженной зоны с помощью предохранителя от перегрузки – в прошлом обычно использовался одноразовый предохранитель, который сегодня все чаще используется в качестве электронного переключающего элемента. Однако такая конструкция приводит к полному отключению затронутого компонента в случае неисправности.Для полностью автоматизированного вождения такая процедура возможна только в том случае, если все компоненты и электрическая система транспортного средства дублированы, т. Е. Дублированы – дорогостоящий подход, особенно в случае электрической системы транспортного средства, которая также требует дополнительного места и увеличивает размер транспортного средства. масса. Чтобы обеспечить высоконадежную безопасность при вождении даже без второй бортовой системы электропитания, исследователи из Fraunhofer IZM в проекте HiBord вместе с партнерами из отрасли и Институтом интегрированных систем им. Фраунгофера IISB разработали отключающий элемент, который отключает неисправный компонент бортовой системы электропитания и по-прежнему гарантирует поставку компонентов, важных для безопасности.

Исследователи видят в этом значительное улучшение безопасности при автономном вождении. Филип Арнольд, научный сотрудник Fraunhofer IZM, объясняет: «В современных системах пониженное напряжение во время движения может привести к внезапному и неконтролируемому отказу всей электроники, включая рулевое управление и тормозную систему. Это недопустимый риск, особенно на высоких скоростях. Благодаря нашему новому модулю часть бортовой сети продолжает функционировать, и полностью автоматизированный автомобиль имеет достаточно времени, чтобы отвезти пассажиров в безопасную зону, например.грамм. на твердую обочину или на стоянку ».

Автономная система энергоснабжения на основе водорода 「h3One ™」 ： Продукция и технические услуги ： Водородная энергия

h3One ™ обеспечивает комплексное решение для производства водорода с использованием возобновляемых источников энергии, хранения произведенного водорода в резервуаре и преобразования его в электричество при необходимости . h3One ™ способствует стабильному энергоснабжению как в обычное, так и в аварийное время.

Отдельное сообщество может иметь самые разные формы, от муниципалитетов до офисных зданий.Управление энергопотреблением – решающий фактор для роста сообщества. Использование возобновляемых источников энергии и водорода помогает создавать планы управления непредвиденными обстоятельствами и окружающей средой, необходимые для создания устойчивого сообщества.

Стандартная модель h3One ™ в целом состоит из следующих трех блоков:

1. Водный электролизер, который электролизует воду для производства водорода с использованием излишков возобновляемой энергии. (Производство)
2.Резервуар, в котором хранится водород. (Магазин)
3. Система топливных элементов, вырабатывающая электричество, тепло и горячую воду с использованием водорода. (Использование)

Водород также можно использовать непосредственно в качестве топлива.

h3One ™ – это экологически чистая система без CO ₂ , которая поддерживает все стадии от производства до использования водорода.

h3One ™ тихий и не издает запаха.h3One ™ – это автономная система энергоснабжения, способная работать в случае отключения электроэнергии.

Для его установки требуется только фундамент и минимум трубопроводов. Кроме того, h3EMS ™, система управления водородной энергией, позволяет работать с h3One ™ в автоматическом режиме. Дозаправка и замена топлива также не нужны.

h3One ™ оснащен h3EMS ™, автоматической системой управления энергопотреблением, которая эффективно контролирует подачу электроэнергии в соответствии с потребностями.

h3One ™ помогает реализовать ваши идеи, такие как создание экологически чистых сообществ, повышение готовности к чрезвычайным ситуациям и эффективное использование энергии.