Система автономного питания с ветрогенератором

• Автор: Денисов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 107 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ
И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДИССЕРТЦИОННОЙ РАБОТЫ
§1.1 Принципы построения ветрогенераторов
§1.2 Преобразование параметров напряжения и тока в ветроэлектрических станциях
§1.3 Способы стабилизации выходного напряжения
§1.4 Состояние разработки и исследования систем автономного электропитания с
ветроэлектрическим генератором
§ 1.5 Цель диссертационной работы и постановка задачи исследования
Глава 2 СХЕМНЫЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
С ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ГЕНЕРАТОРОМ
§2.1 Классификация схемных решений систем автономного питания с
ветроэлектрическим генератором
§2.2 Анализ аварийных режимов и разработка схемы защиты системы
автономного питания с ветроэлектрическим генератором
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ
ГЕНЕРАТОРОМ
§3.1 Работа ветроэлектрической станции на нагрузку соизмеримой мощности
§3.2 Расчёт гармонического состава тока в анодных ветвях выпрямителя
без фильтра
§3.3 Расчёт гармонического состава тока в анодных ветвях выпрямителя с индуктивным фильтром
§3.4 Расчёт гармонического состава тока в анодных ветвях выпрямителя
с ёмкостньм фильтром
§3.5 Определение фазных токов ветрогенератора
§ 3.6 Определение углов коммутации вентилей выпрямителя
§ 3.7 Оценка результатов и выводы
Глава 4 ПРАКТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ АВТОНОМНОГО
ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА
§4.1 Ветроэлектрическая станция мощностью 1 кВт
§4.2 Установка для удаления избыточной влаги из грунта
Заключение
Литература
Приложение
Приложение

Введение
В последнее время в мире наблюдается возрастание интереса к использованию энергии ветра. В первую очередь это связано с проведением в различных странах политики экономии минерального сырья - газа, нефти, угля и других источников энергии. Быстрый рост цен на энергию и возрастающее загрязнение окружающей среды - вот факторы, создавшие базу для развития мировой ветроэнергетики.
Во времена разработки в нашей стране энергетических проектов, таких, как мощные гидростанции и атомные электростанции, интерес к маломощным электростанциям был искусственно подавлен [24,26,27]. Однако развитие страны на основе мощнейших энергетических комплексов показало невозможность обеспечения всей территории страны подводом энергии к более или менее отдалённым районам с потребителями небольшой мощности, таких, как отдалённые районы Крайнего Севера, небольшие посёлки, фермы. Создание мелких производств в удалённых районах требует обеспечение их источниками питания. Организация автономных энергетических установок на основе систем двигатель внутреннего сгорания - генератор также не является решением проблемы обеспечения автономных потребителей малой мощности, так как работа таких систем связана с необходимостью подвоза топлива для их функционирования.
Одним из перспективных источников энергоснабжения автономных потребителей является ветроэнергетическая система, которая свободна от необходимости использования кабельных сетей, трансформаторов, поддерживающих электролинию устройств и другого оборудования линий передачи электроэнергии. Бытовая техника - холодильники, стиральные машины, швейное оборудование и радиоэлектронная аппаратура требуют источник питания переменного тока 220 В 50 Гц. Решение проблемы стабилизации выходных параметров ветроэлектрической станции будет способствовать их широкому практическому применению для питания различных видов бытовой аппаратуры.

Глава 2 Схемные решения систем автономного электропитания с ветроэлектрическим генератором.
§2.1 Классификация схемных решений систем автономного питания с ветроэлектрическим генератором.
В настоящее время практически все системы автономного электропитания, которые ориентированы на стандартную нагрузку в виде бытовой аппаратуры, строятся по схемам, использующим звено постоянного тока. Такой метод позволяет одновременно решать комплекс проблем, связанных с обеспечением бесперебойности подачи энергии к потребителям. Находят применение несколько схемных вариантов звена постоянного тока [9,13]. Различаются они между собой схемой включения аккумуляторной батареи (схемы с буферным включением батареи и с отключаемой батареей через быстродействующий выключатель), по виду выпрямителя, используемого для питания главной цепи (схемы с использованием управляемого и неуправляемого выпрямителей). Функционально в состав звена постоянного тока входит и аккумуляторная батарея. В настоящее время нет единого мнения относительно типов аккумуляторов для преимущественного использования в автономных системах электропитания с ветроэлектрическим генератором. Не разработаны какие либо критерии выбора аккумуляторов для систем питания и рекомендации по режимам их работы в составе ветроэлектрической станции (ВЭС).
При всём многообразии схем звена постоянного тока с использованием в качестве резервного источника электрических аккумуляторов, они могут быть приведены к двум вариантам, представленным на рис.2.1. В схеме, на рис.2.1а, управляемый выпрямитель (УВ) питает инвертор и одновременно заряжает аккумуляторную батарею (АБ). При перебоях электроснабжения от ветрогенератора питание инвертора без каких либо переключений продолжится от аккумуляторной батареи. В схеме, изображённой на рис.2.16,