Теоретические положения создания систем автономного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей с ВЭУ малой мощности

• Автор: Креймер, Алексей Семенович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 194 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Возобновляемые источники энергии.

1.2 Состояние и перспективы развития ветроэнергетики.

1.3 Автономные источники питания и ВЭУ для АПК.

1.4 Анализ систем генерирования энергии для ВЭУ

1.5 Обоснование использования асинхронного генератора в системе генерирования энергии для ВЭУ

1.6 Методы стабилизации напряжения и частоты автономного

асинхронного генератора

1.8 Экологические аспекты ветроэнергетики

1.7 Краткие выводы и задачи исследования.
2 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОНОМНОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
2.1 Принципы применения системного анализа для исследования систем автономного электроснабжения.
2.2 Анализ системы автономного элекгроснабжения
2.2.1 Анализ с применением аппарата когнитивного моделирования
2.2.2 Анализ с применением аппарата теории игр.
2.3 Аналитикоимитационное моделирование системы автономного электроснабжения.
2.3.1 Моделирование нагрузки потребителя.
2.3.2 Моделирование ветровой нагрузки на примере
Краснодарского края
2.3.3 Моделирование ветроэнергетической установки
2.3.4 Аналитикоимитационная модель системы автономного энергоснабжения.
2.4 Методика расчета средней вырабатываемой мощности ВЭУ.
2.5 Выводы.
3 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ВЭУ.
3.1 Пути повышения эффективности систем генерирования энергии для ВЭУ
3.2 Разработка атгоритма энергоэффективной системы генерирования энергии для ВЭУ на основе многоскоростного асинхронного генератора
3.3 Разработка обмотки многоскоростного асинхронного генератора
3.4 Расчет обмотки многоскоростного асинхронного генератора.
3.5 Расчет емкости конденсаторов возбуждения
3.5.1 Расчт параметров обмотки и ветви намагничивания для 2р 8.
3.5.2 Расчт параметров обмотки и ветви намагничивания для 2р 4.
3.6 Стабилизация частоты многоскоростного асинхронного генератора
3.7 Выводы
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЙ МНОГОСКОРОСТНОГО АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
4.1 Методика и основные результаты имитационного моделирования
4.2 Методика и результаты испытаний многоскоростного асинхронного генератора.
4.2.1 Исследование в режиме двигателя.
4.2.2 Исследование в режиме генератора.
4.3 Выводы
5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВЭУ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ АПК.
5.1 Экономические аспекты применения ветроэнергетики
5.2 Исследование экономической эффективности различных вариантов системы автономного электроснабжения
Ф Общие выводы
ЛИТЕРАТУРА


Установленная мощность ВЭУ в Германии составляла в конце года МВт, что составляет около % общей установленной мощности ВЭУ в Европе. Кроме того, в Германии расположены крупные предприятия по производству ВЭУ, на долю которых в сумме приходится до % процентов мирового производства ВЭУ - Епегсоп, Таске и другие. В таблице П В. З приведены данные роста установленной мощности ВЭУ в Германии. В -х годах на долю Дании приходилось до % мирового экспорта ВЭУ. Дания первой в Европе после нефтяного кризиса -х годов приступила к широкомасштабному использованию энергии ветра с целью выработки электроэнергии. В Дании располагаются крупнейшие в мире производители ВЭУ, среди которых Westas, Mikon, Bonus, Nordtank и другие. ВЭУ и оборудования для ветроэнергетики [0, ]. В таблице П В. ВЭУ в Дании. В настоящее время доля электроэнергии, получаемой от ВЭУ в Дании составляет примерно % [0]. На рисунке 1. ВЭУ с года. Рисунок 1. В США ветроэнергетика развивается достаточно интенсивно, хотя в последние годы рост установленной мощности несколько замедлился. Еще в веке на многих американских фермах ветроустановки использовались для подъема воды, а в веке и для генерации электрической энергии. В США, как ни в какой другой стране, распространены малые ВЭУ, мощностью до кВт. Такие установки небольшой мощности выпускает множество компаний. Второе направление развития ветроэнергетики США - строительство крупных ветропарков (wind farms). Только в штате Калифорния сосредоточено около 0 ветропарков, установленная мощность ВЭУ в этом штате превышает МВт. При этом темпы роста установленной мощности ВЭУ в США значительно ниже европейских. Развитие ветроэнергетики в России и странах бывшего СССР находится практически на начальном уровне. Весьма развитая в - годах ветроэнергетика с постепенной электрификацией удаленных районов утратила свое значение к годам и лишь на рубеже -х к развитию ветроэнергетики вновь вернулись на правительственном уровне. Вопросы возобновляемой энергетики освещены в работах Шефтера Я. И., Виссарионова В. И., Стребко-ва Д. С., Саплина Л. А., Симанкова B. C., Харитонова В. П., Воронина С. М., Фомичева В. Т., Муругова В. П. и других. Фундаментальные исследования аэродинамики ВЭУ, осуществленные в ЦАГИ, заложили основу современных ветротурбин с высоким коэффициентом использования энергии ветра. Однако жесткая ориентация на большую гидроэнергетику и угольно-ядерную стратегию и почти полное невнимание к новациям и экологическим проблемам надолго затормозило развитие ветроэнергетики. Выпускаемые «Ветроэном» (в то время единственным предприятием, выпускающим ВЭУ) ветроустановки не отвечали современным требованиям и представлениям высоких технологий ветроэнергетической индустрии. Толчком для дальнейшего продвижения и создания современного ветроэнергетического оборудования стала федеральная научно-техническая программа «Экологически чистая энергетика». Для участия и получения финансирования были отобраны лучшие проекты ветроэнергетичесих установок различных классов по мощности. Были разработаны проекты ветроагрегатов мощностью до кВт, 0 кВт, 0 кВт, кВт. Начавшаяся перестройка, развал экономики и прекращение финансирования по программе не позволила довести указанные проекты до коммерческого уровня. Почти все проекты остались на уровне опытных и макетных образцов. Разработка, изготовление и строительство финансировалось правительством Калмыкии. Ветроагрегат был построен недалеко от Элисты и успешно работает, вырабатывая - тыс. Вт*ч электроэнергии в год. В настоящее время установленная мощность ВЭУ в России не превышает 8 МВт. Для обеспечения потребителей электроэнергией, обслуживания систем гарантированного электропитания для ферм, удаленных потребителей, жилых и общественных помещений на базе источников бесперебойного питания и автономных генераторов различными фирмами и производственными коллективами выпускается широкий ассортимент изделий. F.G. Диапазон мощностей автономных источников питания достаточно широк. Наиболее распространенными являются агрегаты мощностью до кВт. В таблице 1. ОАО «Калугатрансмаш».