Энергоэффективная система электроснабжения с автономным источником нестабильной мощности

• Автор: Антропов, Алексей Петрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 218 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Анализ современных устройств регулирования напряжения и мощности в системах бесперебойного электроснабжения. Постановка цели и задач исследования
1.1 Исследования и анализ существующих систем и устройств бесперебойного электроснабжения
1.2 Средства регулирования напряжения
1.2.1 Регулирование медленных изменений (отклонения) напряжения
1.2.2 Снижение колебаний напряжения
1.2.3 Снижение несинусоидальности напряжения
1.2.4 Снижение несимметрии напряжения в трехфазной сети
1.3 Средства компенсации реактивной мощности
1.4 Анализ применения ветроэлектрических генераторов в системах электроснабжения потребителей. Постановка цели и задач исследования
1.4.1 Альтернативные источники электроэнергии
1.4.2 Анализ применения ВЭГ
1.4.3 Постановка цели и задач исследования
1.5 Выводы по главе
2 Обоснование выбора схемотехнического решения Устройства бесперебойного электроснабжения с ветроэлектрическим генератором и его системы управления
2.1 Анализ структурных схем бесперебойного электроснабжения потребителей
2.2 Бестрансформаторные инверторы напряжения
2.2.1 Требования к выходному напряжению инверторов
2.2.2 Методы формирования выходного напряжения
2.2.3 Силовая часть бестрансформаторного инвертора напряжения

2.3 Построение структурной схемы системы управления Устройством бесперебойного электроснабжения с ВЭГ
2.4 Выводы по главе
3 Моделирование Устройства бесперебойного электроснабжения с ВЭГ
и его системы управления
3.1 Математическая модель устройства бесперебойного
электроснабжения с ВЭГ
3.1.1 Теоретические основы компенсации неактивной мощности..
3.1.2 Режимы работы инвертора напряжения УБЭ с ВЭГ
3.1.3 Векторное описание мгновенной передаваемой мощности
3.1.4 Принцип формирования компенсационной мощности
3.1.5 Математическая модель ИН в инверторном режиме
3.1.6 Математическое описание алгоритма широтно-импульсной модуляции ИН
3.1.7 Математическое описание блока фазовой автоподстройки частоты
3.1.8 Метод гистерезисного контроля тока
3.2 Имитационная модель устройства бесперебойного
электроснабжения с ВЭГ
3.2.1 Базовые модели элементов
3.2.2 Измерительные устройства
3.2.3 Упрощенная модель трехфазного инвертора напряжения
3.2.4 Модель инвертора напряжения
3.2.5 Модель ИН в автономном режиме
3.2.6 Модель ИН при совместной работе с электросетью
3.3 Имитационная модель системы управления инвертором напряжения
3.4 Выводы по главе
4 Исследование режимов работы системы управления устройством бесперебойного электроснабжения (УБЭ) с ВЭГ
4.1 Моделирование узла распределенной энергосистемы сВЭГ
4.2 Исследование режимов работы УБЭ с ВЭГ и анализ результатов..
4.2.1 Режимы работы при управлении параметрами задания подчинённого инвертора
4.2.2 Исследования при управлении параметрами задания ведущего и подчиненного инверторов
4.3 Результаты испытаний системы регулирования на базе инверторов напряжения
4.4 Выводы по главе
5 Инжиниринговые решения по созданию системы управления и применению Устройства бесперебойного электроснабжения с ветроэлектрогенератором
5.1 Технология модельно-ориентированного проектирования системы управления
5.2 Разработка системы управления УБЭ с ВЭГ на базе промышленного компьютера
5.3 Применение Устройства бесперебойного электроснабжения с ВЭГ
в системе электроснабжения ответственных потребителей
5.4 Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Имитационное моделирование УБЭ с ВЭГ и системы
управления
Приложение Б. Результаты исследований режимов работы УБЭ с ВЭГ.. 185 Приложение В. Окна задания параметров блоков системы управления
УБЭ с ВЭГ
Приложение Г. Акты внедрений результатов диссертационной работы..

При использовании в системах электропитания АБ с произвольным номинальным напряжением требуется дополнить систему согласующими силовыми трансформаторами (рисунок 2.3).
Рисунок 2.3 - Структурная схема системы электропитания с согласующим трансформатором и низковольтной аккумуляторной батареей
Один трансформатор (со стороны сети) преобразует напряжения на основной частоте (например, 50 Гц), другой трансформатор входит в состав инвертора. Трансформатор инвертора может быть установлен как в высокочастотных цепях, так и низкочастотной (непосредственно перед потребителем) [81].
Для сопряжения (согласования) АБ и первичной сети по напряжению вместо трансформатора можно использовать импульсный регулятор напряжения любого типа (рисунок 2.4).
Рисунок 2.4 - Структурная схема системы электропитания с регулятором напряжения и низковольтной аккумуляторной батареей
В случае необходимости установки высоковольтного буферного элемента и низковольтной АБ одновременно следует предусмотреть конвертор напряжения для сопряжения низковольтных и высоковольтных цепей (рисунок 2.5).