Динамическая устойчивость ветро-дизельных электрических станций

• Автор: Сарсикеев, Ермек Жасланович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ВЕТРО-ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
1.1 Современные тенденции развития автономной энергетики
1.2 Аналитический обзор существующих схем гибридных электрических станций
1.3 Варианты электрического сопряжения ветровых и дизельных электрических станций
1.4 Выводы по главе
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОНОМНЫХ ВЕТРО-ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ СО ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА
2.1 Моделирование дизельной электрической станции
2.2 Моделирование ветровой электрической станции
2.3 Моделирование электрической нагрузки потребителя
2.4 Выводы по главе
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕТРО-ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
3.1 Моделирование рабочих режимов ветроэлектростанции и обоснование методов повышения ее энергоэффективности в автономных системах электроснабжения
3.2 Требования к формированию энергоэффективных и устойчивых режимов работы ветровых электрических станций
3.3 Разработка алгоритмов управления режимами работы ветро-дизелъной электрической станции
3.4 Выводы по главе

4 СТАТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ КАНАЛОВ ВЕТРОВОЙ И ДИЗЕЛЬНОЙ ГЕНЕРАЦИИ НА ШИНЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

4Л Режимы работы генерирующих и преобразовательных устройств на шине
постоянного тока
4.2 Разработка систем автоматического регулирования и определение их параметров
4.3 Экспериментальное подтверждение основных результатов исследований
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Существующая сеть централизованной электроэнергетики России, которая охватывает лишь 30% территории [1], на сегодняшний день не может обеспечить всех нуждающихся потребителей электрической энергией. ГТо данным [2], как минимум 16 регионов сграны испытывают дефицит электроэнергии. В энергодефицитных регионах электроснабжение так называемых децентрализованных потребителей осуществляется с помощью автономных систем электроснабжения (АСЭС), которые обеспечивают электроэнергией такие группы потребителей как предприятия нефтегазового комплекса и металлургии, объекты военного назначения и связи, лесной промышленности, населенные пункты и сельское хозяйство.
В топливно-энергетическом балансе российских регионов генерирующими установками АСЭС суммарной установленной мощностью 17 ГВт, составляющих 8% от общей установленной мощности, вырабатывается до 50 млрд. кВт ч электроэнергии [3]. По данным [4], в децентрализованных зонах сосредоточено до 15 % основных фондов российской экономики, где добывается 75% нефти, 92% газа, 95% алмазов, 90% пушнины, 15% угля, 40% древесины, 50% рыбы и 90% драгоценных металлов.
Подавляющее большинство (98%) существующих электрических станций малой энергетики выполнено на базе дизельных электрических станций (ДЭС), средняя единичная мощность которых составляет 340 кВт [3].
В общей структуре затрат децентрализованных зон на производство электроэнергии основную долю (50-60%) составляют эксплуатационные издержки на покупку и доставку топлива [5], что определяет относительно большую топливную составляющую в тарифах на электроэнергию.
Развиваемая дизельным двигателем механическая мощность на валу определяется соотношением
Рро - М ио ■ й)а.
Уравнение (2.1) представляет собой нелинейное неоднородное обыкновенное дифференциальное уравнение первого порядка с переменными коэффициентами, что усложняет проведение исследований в аналитической форме. Функция момента ДД является многопараметрической нелинейной функцией большого числа параметров
Мво — М0в (соа, Л, £(/, Т%,...) ^
где Л - положение органа управления топливного насоса высокого давления (ТНВД) ДД в абсолютных или относительных единицах измерения;С,1 - расход
топлива ДД; Т£ - температура ДД и пр.
Как показано в [75], для установившегося температурного режима работы ДД с большой степенью точности можно считать, что М,ю является функцией двух параметров а>(1 и Л, если двигатель работает на одной из ветвей регуляторной характеристики. На рисунке 2.6 приведены полученные экспериментальные характеристики М[Ю{пс1) дизеля Юрог КМ2У80 в составе ДЭС КБЕ12ЕАЗ для различных значений положения рабочего органа ТНВД. па =30(0,! / л - частота вращения вала двигателя.