Совершенствование системы генерирования электроэнергии на основе мультимодульной ветроэлектростанции

• Автор: Павленко, Ирина Михайловна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ И СХЕМОТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
1.1 Обзор современных типов ветроэлектроустановок. Обоснование применения мультимодульных ВЭС
1.2 Анализ существующих электрогенерирующих комплексов ветроэлектрических станций
1.3 Способы регулирования и стабилизации напряжения ветрогенератора ВЭУ. Анализ систем управления ВЭУ, направленных на получение максимальной
мощности
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2 КОНСТРУКЦИЯ МУЛЬТИМОДУЛЬНОЙ
ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
2.1 Устройство ветроэлектростанции
2.2 Основные режимы работы мультимодульной ветроэлектростанции
2.3 Варианты структуры модуля МВЭС
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕТРОГЕНЕРИРУЮЩЕЙ ЧАСТИ МУЛЬТИМОДУЛЬНОЙ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
3.1 Расчет основных размеров ветрогенератора на постоянных магнитах
3.2 Моделирование магнитных полей синхронного генератора с возбуждением от постоянных магнитов с использованием программного комплекса ЕЬСиТ..бЗ
3.3 Математическая модель ветрогенераторной части мультимодульной ВЭС .
3.4 Расчет электромеханической системы перемещения ветроколеса относительно обмоток статора
3.5 Имитационное моделирование модуля МВЭС с системой поиска максимума мощности
3.6 Математическая модель модуля МВЭС с комбинированным способом стабилизации выходного напряжения

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4 ВОПРОСЫ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ВЭС
4Л Анализ влияния температуры окружающей среды на процесс теплового
износа изоляции ветрогенератора ВЭС
4.2 Влияние химически активных сред на износ изоляции
электрогенератора ВЭС
4.3 Влияние способа прокладки соединительных кабелей ВЭС на тепловой
износ их изоляции
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
Глава 5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МУЛЬТИМОДУЛЬНОЙ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
5.1 Расчет выработки энергии модуля мультимодульной ветроэлектростанции
5.2 Сравнительный анализ выработки электроэнергии ветроустановками
различного конструктивного исполнения и МВЭС
5.3 Расчет экономических показателей мультимодульной ВЭС
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАКЕТНОГО
ОБРАЗЦА ВЕТРОГЕНЕРАТОРНОЙ ЧАСТИ МВЭС
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Словарь терминов
Обозначения и сокращения
СПИСОК ИСПОЛЬЗАВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
В современном мире происходят концептуальные изменения в системе генерации и распределения электрической энергии. В связи со старением существующей системы электроснабжения, отсутствием достаточных инвестиций для строительства новых крупных тепловых и атомных станций, возникновением серьезных проблем с энергообеспечением многих регионов, низким уровнем развития электроснабжения в отдаленных регионах создание электростанций на основе возобновляемых источников энергии становится важным направлением [3, 30].
Мировой рынок ветровой энергетики развивается быстрее, чем любой другой вид возобновляемой энергетики. Однако ветроэнергетика, обладая такими достоинствами, как экологическая чистота производства электроэнергии и использование бесконечного возобновляемого источника энергии, имеет и ряд существенных недостатков, главным из которых является нестабильность ветрового потока. Но несмотря на имеющиеся недостатки ветроэнергетики, ситуация на мировом рынке нефти и газа способствует развитию видов генерации электроэнергии, основанных на использовании возобновляемых | источников энергии [63, 64].
Стимулом для развития ветроэнергетики стали и необходимость принятия срочных мер по предотвращению дальнейшего изменения климата, и постоянно растущий спрос на электроэнергию, а также постоянный рост тарифов на электроэнергию (рисунок 1). По статистике [65], рост цен на электроэнергию для промышленности в России существенно выше, чем в США и странах Евросоюза. Цена на электроэнергию в РФ в 2011 году превысила цену в США на 15%.
Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью энергетики. Если в 1995 году установленная мощность ветроэлектростанций всего мира составила 4800 МВт, то в 2012 году она превысила 250000 МВт. Расширение мирового рынка ветроэнергетики привело к значительному падению цен на энергию, производимую ветром.

у Р Др
Аопт. Ан.
Рисунок 10 - Мощность сигнала управления с обратной связью
Существует система управления, состоящая из двух контуров: внутреннего (контроль текущих тока и частоты вращения) и внешнего контуров электромеханической мощности. Синхронный генератор на постоянных магнитах соединен с ветроколесом напрямую [107].
Недостатком двух вышеописанных методов управления является то, что они основаны на знании оптимальной мощности и быстроходности ветрогенератора в зависимости от частоты вращения ВГ, которая обычно не известна с высокой степенью точности.
В третьем методе алгоритм управления непрерывно ищет ТММ ветрового колеса. Это позволяет преодолеть некоторые из общих проблем, которые обычно присущи двум другим методам.
со, рад/с
Рисунок 11 - Принцип поиска максимума мощности без знаний Ср и Z