Повышение эффективности комбинированных автономных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии

• Автор: Обухов, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 392 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АВТОНОМНЫХ

СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУТЕЙ

ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

1.1. Современное состояние систем электроснабжения децентрализованных потребителей

1.2. Технико-экономические показатели систем электроснабжения на базе дизельных электростанций

1.3. Анализ возможностей применения установок возобновляемой энергетики

в автономных системах электроснабжения

1.4. Синтез требований, предъявляемых к комбинированным автономным системам электроснабжения
1.5. Выбор и обоснование структуры комбинированных автономных систем электроснабжения
1.6. Выводы
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
КОМБИНИРОВАННЫХ СИСТЕМ АВТОНОМНОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
2.1. Обоснование и выбор методов исследования комбинированных систем автономного электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии
2.2. Математическое моделирование ветроэнергетических установок малой мощности
2.2.1. Метод моделирования механических характеристик ветротурбин малой мощности по данным их технической спецификации
2.2.2. Математическая модель ветротурбины малой мощности в МаЛаЬ Бітиііпк
2.2.3. Динамическая модель ветра
2.3. Математическая модель дизельной электростанции
2.3.1. Математическая модель дизельного двигателя
2.3.2. Математическая модель синхронного генератора
2.4. Математическая модель солнечной электростанции
2.4.1. Математическое описание процессов энергопреобразования и эквивалентная схема замещения солнечного элемента

2.4.2. Математическая модель солнечной батареи в Matlab/Simulink.
2.4.3. Математическая модель прихода солнечной радиации
2.5. Математическое моделирование силовых преобразователей энергии
2.6. Математическое моделирование буферного накопителя энергии
2.7. Имитационная модель режимов электропотребления автономным объектом электроснабжения
2.8. Выводы
3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ДИЗЕЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
3.1. Обзор технических возможностей повышения эффективности автономных дизельных электростанций
3.2. Оптимальный выбор числа и мощности дизель-генераторов автономной дизельной электростанции
3.3. Системы оперативного управления рабочими режимами дизельных электростанций
3.4. Буферные накопители энергии в составе автономных дизельных электростанций
3.5. Выводы
4. ДИЗЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ С ПЕРЕМЕННОЙ
ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ
4.1. Сравнительный анализ структурных схем построения автономных дизельных электростанций
4.2. Теоретический анализ энергетических характеристик ДЭС с переменной скоростью вращения
4.3. Экспериментальные исследования рабочих режимов ДЭС с переменной скоростью вращения
4.3.1. Лабораторная установка для проведения экспериментальных исследований
4.3.2. Программа проведения экспериментальных исследований
4.3.3. Характеристики ДЭС со стандартной системой управления рабочими режимами
4.3.4. Характеристики ДЭС с переменной скоростью вращения
4.4. Разработка структурной и функциональной схем построения ДЭС с переменной частотой вращения
4.5. Технико-экономическая оценка эффективности применения ДЭС с переменной частотой вращения

4.6. Выводы
5. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ЭНЕРГИИ
5.1. Обоснование структуры и разработка стратегии управления режимами комбинированных автономных энергетических комплексов.
5.2. Разработка структурной и функциональной схем построения гибридной системы буферного накопления энергии для комбинированных автономных энергетических комплексов
5.3. Разработка алгоритмов управления комбинированными автономными энергетическими комплексами
5.4. Оценка энергетических характеристик комбинированной системы автономного электроснабжения с буферным накопителем энергии
5.5. Теоретические исследования комбинированных автономных систем электроснабжения
5.6. Экспериментальные исследования комбинированных автономных систем электроснабжения
5.7. Выводы
6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТАНОВОК ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ
ЭНЕРГЕТИКИ В АВТОНОМНЫХ СИСТЕМАХ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1. Методика выбора ветроэнергетических установок малой мощности для комбинированных систем автономного электроснабжения..
6.2. Методика оценки технико-экономической эффективности применения ветро-дизельных электростанций
6.3. Оценка рыночного потенциала применения гибридной системы буферного накопления энергии в реальном секторе экономики
6.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г

Рисунок 1.5 - Схема комбинированной электростанции с непосредственным подключением генерирующих установок к распределительной сети объекта
электроснабжения
1 - ветроэнергетическая установка; 2 - ветротурбина; 3 - редуктор-мультипликатор;
4, 14 - синхронный электромашинный генератор; 5, 15 - устройство плавного пуска; б, 16 - регулятор тока возбуждения синхронного генератора; 7 - блок балластных нагрузок; 8 - компенсатор реактивной мощности; 9 - фотоэлектрическая установка;
10 - солнечная панель; 11 - импульсный преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение (инвертор); 12 - дизель-генератор; 13 - дизельный двигатель;
17 - шина переменного тока 220/380В 50 Гц; 18- потребители электроэнергии; 19 -силовой повышающий трансформатор; 20 - потребители электроэнергии
напряжением 6 или 10 кВ; 21 - объект децентрализованного электроснабжения; 22 -двунаправленный преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение; 23 - блок аккумуляторных батарей; 24 - буферный накопитель электроэнергии
Подобный тип ВЭУ характерен для «большой» ветроэнергетики и
находит крайне ограниченное применение при построении малых
энергетических систем ввиду высокой стоимости энергоустановок. В