Управление режимами работы дизельных электростанций в автономных сетях электроснабжения

• Автор: Гринкруг, Яков Соломонович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Условные обозначения

Введение

ч ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПОТЕРЬ И НАГРУЗОК В ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕК

ТРОСТАНЦИЯХ АВТОНОМНЫХ СЕТЕЙ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ. ОЦЕНКА МЕТОДИК РАСЧЕТА И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕ
ДОВАНИЯ

1.1. Потери на дизельных электростанциях

1.1.1. Классификация потерь.

1.1.2. Дизель генераторы в дизельных электростанциях и поте

ри в них.

1.1.3. Потери во вспомогательном оборудовании.

1.2. Факторы, влияющие на потери в дизельной электростанции
к, 1.3. Способы снижения потерь при выработке электроэнергии на
дизельной электростанции
1.4. Методики определения типов и количества дизельгенераторов для дизельных электростанций
1.5. Методики расчета потерь и определения расхода топлива на дизельных электростанциях.
Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ АВТОНОМНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ
2.1. Анализ дизельных электростанций в населенных пунктах
сельской местности на примере Хабаровского края.
2.2.Характеристики дизельгенераторов, установленных на дизельных электростанциях автономных энергосистем.
2.3. Нагрузки дизельных электростанций автономных энергосистем малых населенных пунктов Хабаровского края.
2.4. Потери в энергосистемах малых населенных пунктов Хабаровского края.
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПОВ ДИЗЕЛЬГЕНЕРАТОРОВ, УСТАНАВЛИВАЕМЫХ НА ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ, И РЕЖИМОВ ИХ РАБОТЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ МИНИМИЗАЦИЮ СУММАРНОГО ГОДОВОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ПРИ ВЫРАБОТКЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
3.1. Задача по выбору оптимальных параметров и режимов работы дизельных электростанций и алгоритм ее решения.
3.2. Оптимизация параметров и режимов работы дизельных электростанций, состоящих из выпускаемых дизель генераторов, по минимальному годовому расходу топлива при заданном графике нагрузки
3.3. Методика определения оптимального распределения мощности между дизельгенераторами при их параллельной работе
3.4. Исследование и сопоставление эффективности различных способов распределения мощности между дизельгенераторами в дизельных электростанциях.
3.4.1. Характеристики дизельной электростанции с двумя дизельгенераторами при пропорциональном распределении мощности нагрузки между дизельгенераторами
3.4.2. Характеристики дизельной электростанции с двумя дизельгенераторами при оптимальном мощности нагрузки между дизельгенераторами.
3.4.3. Сопоставление эффективности рассмотренных способов
распределения мощности нагрузки между дизельгенераторами
Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬГЕНЕРАТОРАМИ НА ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ.
4.1. Разработка алгоритма переключения дизель генераторов,
его техническая реализация.
4.2. Определение мощностей нагрузки дизельной электростанции, при которых целесообразно включать и выключать дизель генераторы.
Выводы по четвертой главе
ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ДИЗЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
5.1. Экономические показатели дизельных электростанций автономных энергосистем Хабаровского края.
5.2. Расчет снижения расхода топлива при оптимизации режимов работы дизельгенераторов на дизельных электростанциях и выборе
оптимальных типов дизельных электростанций.
Выводы по пятой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


АНАЛИЗ ПОТЕРЬ И НАГРУЗОК В ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ АВТОНОМНЫХ СЕТЕЙ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ. ОЦЕНКА МЕТОДИК РАСЧЕТА И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ. Первичная энергия поступает в ДЭС в виде химической энергии топлива. Большая часть этой энергии преобразуется в электрическую энергию, а остальная энергия теряется в виде потерь. В процессе преобразования тепловой энергии в электрическую возникают потери энергии в дизеле и в генераторе. Минимальная величина потерь энергии в дизеле составляет от энергии сгорания топлива. Максимальный эффективный КПД дизелей составляет 1, 2, 3. Минимальная величина потерь энергии в генераторах составляет примерно 6 от механической работы, вырабатываемой дизелем. Максимальный КПД генераторов, используемых в ДГ на ДЭС, составляет 4, 5,. Поэтому потери в генераторах составляют примерно 2, от первичной энергии топлива. Электроэнергия, выработанная ДГ через кабельные линии, поступает в повышающие трансформаторные подстанции ПТП или непосредственно в распределительную сеть РС. При повышении напряжения в ПТП происходят потери энергии, минимальная величина которых достигает 1,, 5, 6, 7 от энергии, поступившей в них. Реальная величина этих потерь может достигать 4 8 от величины поступившей в них энергии. Это соответствует 1, от первичной энергии топлива. Величина потерь энергии энергии в кабельных линиях ДЭС от генераторов до РС как правило не велика, так как длины кабельных линий малы. ДЭС. Величина этих потерь нормируется 9,,, и составляет до 4 от энергии выработанной ДЭС. ДЭС. Классификация потерь в ДЭС представлена на рис. Номинальные характеристики ДГ, найденные в , 9, , представлены в таблице 1. Анализ данных, полученных из литературных источников, показал, что одни и те же ДГ и дизели, используемые для их привода, имеют разные технические характеристики. В частности различаются данные по номинальной мощности и номинальному удельному расходу топлива. Это связано с непрерывным совершенствованием дизельных агрегатов, в результате чего их мощность растет, а удельный расход топлива, как правило, уменьшается. Поэтому при одинаковой номинальной мощности разных ДГ их номинальный удельный расход топлива может существенно отличаться. Номинальные удельные расходы топлива для дизелей, приводящих генераторы, составляют гл. Номинальные мощности дизелей лежат в диапазоне л. Вт 4, . Номинальные частоты вращения ДГ составляют 5 обмин. Мощности генераторов, приводимых дизелями, лежат в диапазоне кВт. Отношение мощности дизеля к мощности генератора составляет 1. В качестве генераторов используются синхронные машины, номинальный КПД которых составляет 0. Втч 4,9. Существенное увеличение удельных расходов топлива на выработанную энергию по сравнению с удельными расходами топлива дизелей, приводящих в действие генераторы, на номинальных режимах можно объяснить нерациональным подбором технических характеристик генератора и дизеля. Так как мощность генератора зачастую существенно меньше номинальной мощности дизеля, последний работает на режимах частичных нагрузок и его КПД уменьшается по сравнению с номинальным. Данные удельные расходы топлива на выработку электроэнергии соответствуют КПД ДГ, равным . Соответственно потери энергии в ДГ составляют . Основную часть потерь составляют потери в дизеле, связанные с несовершенством рабочего процесса. Большая часть потерь энергии уходит с отработанными газами, меньшая с теплом охлаждающей жидкости , . Кроме этого существуют добавочные потери на привод насосов системы охлаждения и потери в подшипниках, которые обычно составляют . Потери энергии в генераторах , , подразделяются на основные и добавочные. Основные потери возникают в результате происходящих в машине электромагнитных и механических процессов, а добавочные потери обусловлены различными вторичными явлениями. К электрическим потерям относятся потери в обмотках, которые называются также потерями в меди, хотя обмотки и не всегда изготавливаются из меди потери в регулировочных реостатах и потери в переходном сопротивлении щеточных контактов. Рис.