Применение ветроэнергетической установки в системе автономного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей малой мощности

• Автор: Коноплев, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1 Состояние вопроса и задачи исследования ветроэнергетики

1.2 Состояние и перспективы развития ветроэнергетики в России

1.3 Состояние и перспективы развития ветроэнергетики в мире

1.4 Анализ автономных систем электроснабжения на основе ВЭУ

1.5 Методы и способы стабилизации выходных параметров асинхронного генератора

1.6 Задачи исследования

2 ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

2.1 Анализ условий ветроэнергетического потенциала Ставропольского края
2.1.1 Методика анализа ветроэнергетического потенциала Ставропольского края
2.1.2 Определение энергетических характеристик ветра на территории Ставропольского края
2.1.3 Оценка ветроэнергетического потенциала Ставропольского края
2.2 Определение параметров системы автономного электроснабжения с использованием ВЭУ
2.3 Разработка структуры и алгоритма работы системы автономного электроснабжения
2.4 Математическая модель системы автономного электроснабжения
2.5 Разработка системы управления автономного электроснабжения с использованием ветроэнергетической установки
2.6 Исследование устойчивости работы системы автономного электроснабжения
2.7 Результаты математического моделирования работы системы автономного электроснабжения
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Методика проведения эксперимента
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
5 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВЭУ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
ЛИТЕРАТУРА


Результаты проведенных исследований отражены в печатных работах, 1 патенте на изобретение, положительном решении на выдачу патента на полезную модель, 3 свидетельствах об официальной регистрации программы для ЭВМ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержит /^страниц основного текста, включая ^рисунков, ^/таблиц. Использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии становится глобальной тенденцией [,,,6] в связи с увеличением стоимости традиционных энергосистем и неисчерпаемым потенциалом возобновляемой энергии [,1]. Возобновляемые ресурсы энергии значительно превосходят объем потребления энергии всем населением Земли. Потенциал возобновляемых источников энергии Земли приведен в таблице 1. Таблица 1. Проанализировав данные таблицы 1. Различные нетрадиционные возобновляемые источники энергии находятся в разных стадиях освоения, однако наибольшее применение получил самый изменчивый и непостоянный вид энергии - ветер [,0,]. Использование энергии ветра для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей малой мощности не требует занятия больших площадей, вырабатываемая мощность зависит от параметров ветроколеса, генератора и скорости ветра в месте установки агрегата [,1]. Суммарная мировая установленная мощность ВЭУ и ветроэлектро-станций (ВЭС) составляет от до ГВт. Такое развитие ветроэнергетике объясняется тем, что удельные капиталовложения в ВЭУ ниже, чем при использовании большинства других нетрадиционных возобновляемых источников энергии. В настоящее время использование энергии ветра ведется, в основном, для автономного электроснабжения потребителей небольшой мощности, для теплоснабжения, подъема воды и т. Важным показателем при принятии решения об использовании той или иной ВЭС в тех или иных условиях является удельная мощность генератора [5]. Рвк - площадь поверхности ветроколеса, м2. Одной из главных задач является оптимизация данного показателя. ВЭУ. Создание систем аккумулирования энергии, вырабатываемой ВЭУ, и последующее ее использование. Важной проблемой является создание установок с двигателями гибридного типа [5], сочетающих положительные свойства тихоходных машин в пусковых режимах и быстроходных в процессе работы. Обозначим основные научно-технические задачи, решение которых позволит использовать ветроэнергетические установки более эффективно, чем в настоящее время. ВЭС, снижающих значение начальной скорости ветра. Оптимизация вариантов резервирования ВЭУ. Важной проблемой является совместное использование различных возобновляемых энергоисточников, приводящее к значительной выгоде при энергоснабжении автономных объектов. В таблице 1. ВИЭ, позволяющие провести их перспективный анализ. Решение данных задач требует расширение масштабов научных исследований, привлечение инвестиций в данную отрасль, подготовку квалифицированных кадров. В связи с вышесказанным представим структуру развития основных направлений ветроэнергетики. Таблица 1. Для подъема воды на пастбищах + ¦? В мелиоративных системах небольших масштабов . С целью кондиционирования + - + - - ? Производство химической + + + + -н- ? Рисунок 1. Основные направления развития ветроэнергетики Приведем классификацию основных задач использования ветровой энергии. Рисунок 1. Основные задачи использования энергии ветра 1. В последнее время интерес к ветровым установкам, применяемым в АПК для автономного электроснабжения, возрос как во всем мире, так и в Российской Федерации в частности [1,,7,8]. В России существует значительный нереализованный потенциал в области ветроэнергетики [,]. Фундаментальные исследования аэродинамики ветряка, осуществленные в ЦАГИ, заложили основу современных ветро-турбин с высоким коэффициентом использования энергии ветра. Однако жесткая ориентация на большую гидроэнергетику, угольно-ядерную стратегию и почти полное невнимание к новациям и экологическим проблемам, надолго затормозило развитие ветроэнергетики. Выпускаемые “Ветроэном” ветроус-тановки не отвечали современным требованиям и представлениям высоких технологий ветроэнергетической индустрии.