alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2017.04-06.042-052alternative-993Research ArticleВЕТРОЭНЕРГЕТИКАWind EnergyИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ АВТОНОМНЫХ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК С АСИНХРОННЫМ ГЕНЕРАТОРОМSIMULATION MODEL OF AUTONOMOUS ELECTRIC WIND UNITS WITH ASYNCHRONOUS GENERATOR FOR THE ANALYSIS OF PARAMETERShttps://orcid.org/0000-0003-0195-9654ГоловкоВ. М.GolovkoV. M.

д. 20А, ул. Гната Хоткевича, Киев, 02094, Украина тел./факс: +38(044)206-28-09

д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник Института возобновляемой энергетики НАН Украины.Образование: Украинская сельскохозяйственная академия по специальности «Электрификация сельского хозяйства» (1977 г.).Область научных интересов: возобновляемые источники энергии; ветроэнергетика; ветроустановки малой мощности; автономные системы энергообеспечения.Публикации: 131

20А G. Khotkevych str., Kyiv-94, 02094, Ukraine tel./fax: +38(044)206-28-09

D.Sc. (engineering), Chief Researcher at Institute of Renewable Energy, National Academy of Sciences of Ukraine.Education: Ukrainian Agricultural Academy; specialization in Electrification of Agriculture, 1971.Researches area: renewable sources of energy; wind power systems; small capacity wind units; autonomous power systems.Publications: 131

golovkovm@ukr.nethttps://orcid.org/0000-0003-0033-1355КоханевичВ. П.KohanevichV. P.

д. 20А, ул. Гната Хоткевича, Киев, 02094, Украина тел./факс: +38(044)206-28-09

канд. техн. наук, старший научный сотрудник Института возобновляемой энергетики НАН Украины.Образование: Киевский политехнический институт по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» (1979 г.).Область научных интересов: ветроэнергетика; ветроустановки малой мощности; системы регулирования и защиты.Публикации: 104

20А G. Khotkevych str., Kyiv-94, 02094, Ukraine tel./fax: +38(044)206-28-09

Ph.D. (engineering), Researcher at Institute of Renewable Energy, National Academy of Sciences of Ukraine.Education: National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”; in Engineering, Machine Tools and Cutting Tools, 1979.Researches area: power systems; converting types of energy; small capacity wind units; control and protect systems.Publications: 104

renewable@ukr.nethttps://orcid.org/0000-0003-1845-9904ШихайловН. А.ShihaylovM. O.

д. 20А, ул. Гната Хоткевича, Киев, 02094, Украина тел./факс: +38(044)206-28-09

научный сотрудник отдела ветроэнергетики Института возобновляемой энергетики НАН Украины.Образование: Киевский политехнический институт по специальности «Гидропневмоавтоматика и гидропривод» (1979 г.).Область научных интересов: ветроэнергетика; ветроустановки малой мощности; системы управления.Публикации: 177

20А G. Khotkevych str., Kyiv-94, 02094, Ukraine tel./fax: +38(044)206-28-09

Researcher at Wind Power Engineering Department of Institute of Renewable Energy, National Academy of Sciences of Ukraine.Education: National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”; in Hydro Pneumatic and Hydraulic Automatics, 1979.Researches area: wind power systems; small capacity wind units; control systems.Publications: 177

https://orcid.org/0000-0001-6700-3343СандовалК.SandovalK.

д. 20А, ул. Гната Хоткевича, Киев, 02094, Украина тел./факс: +38(044)206-28-09

аспирант Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт».Образование: Винницкий политехнический институт (2010 г.).Область научных интересов: энергетические системы; преобразование видов энергии; автоматизация и моделирование процессов.Публикации: 3

20А G. Khotkevych str., Kyiv-94, 02094, Ukraine tel./fax: +38(044)206-28-09

postgraduate at National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”.Education: Vinnitsa Polytechnic Institute, 2010.Researches area: power systems; converting types of energy; automation and modeling processes.Publications: 3

https://orcid.org/0000-0003-4486-5666ДонецА. М.DonetsA. M.

д. 20А, ул. Гната Хоткевича, Киев, 02094, Украина тел./факс: +38(044)206-28-09

младший научный сотрудник Института возобновляемой энергетики НАН Украины.Образование: магистр энергетики НТУУ Киевского политехнического института; факультет электроэнерготехники и автоматики; специальность: «Возобновляемые источники энергии».Область научных интересов: энергетические системы; преобразование видов энергии; автоматизация и моделирование процессов.Публикации: 5

20А G. Khotkevych str., Kyiv-94, 02094, Ukraine tel./fax: +38(044)206-28-09

Junior Researcher at Institute of Renewable Energy, National Academy of Sciences of Ukraine.Education: Master of Science, National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Faculty of Electric Power Engineering and Automation; in Renewable Sources of Energy.Researches area: power systems; converting types of energy; automation and modeling processes.Publications: 5

Институт возобновляемой энергетики НАН УкраиныУкраинаInstitute for Renewable Energy, NAS of UkraineUkraine20172004201704-64252Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20172017Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/993

С помощью имитационной модели анализируются режимы работы автономной ветроэлектрической системы с использованием асинхронного генератора. Данная модель позволяет получить характеристики работы системы (напряжение, ток на нагрузке, частота сети) при переменных нагрузках и переменной скорости ветра на первом этапе исследований. Имитационная модель имеет в составе блок «ветротурбина», посредством которого можно получить механический момент, подаваемый на вал электрогенератора в зависимости от входной скорости ветра. Данная имитационная модель была разработана на основе программного обеспечения SymPowerSystem-Matlab согласно натурному эксперименту и адекватно отображает процессы, протекающие в системе.

The study analyzes the modes of autonomous wind power system using an asynchronous generator with the help of a simulation model. This model allows us to obtain the characteristics of the system (voltage, current at the load, line frequency) for varying loads and variable wind speed at the first stage of research. A simulation model is a part of the block “wind turbine” which provides a mechanical moment applied to the shaft of an electric generator depending of the input wind speed. This simulation model has been developed using SymPowerSystem-Matlab software in accordance with field experiments and adequately reflects the processes occurring in the system.

имитационное моделированиеасинхронный генераторавтономная ветродизельная системаавтономная ветроэлектрическая установкаасинхронный генераторпеременная скорость ветракомпенсация реактивной мощностиsimulation modelasynchronous generatorautonomous wind diesel systemautonomous wind-electric installationasynchronous generatorvariable wind speedreactive power compensationReferencesКудря, С.А. Основы конструирования энергоустановок с возобновляемыми источниками энергии: уч. пособие / С.А. Кудря, В.М. Головко. – К.: НТУУ «КПИ», 2011. – 184 с.Кудря, С.А. Основы конструирования энергоустановок с возобновляемыми источниками энергии: уч. пособие / С.А. Кудря, В.М. Головко. – К.: НТУУ «КПИ», 2011. – 184 с.Simoes, M.G. Modeling and Analysis with Induction Generators Third Edition / M.G. Simoes, F.A. Farret. – NY.: CRC Press, 2015.Simoes, M.G. Modeling and Analysis with Induction Generators Third Edition / M.G. Simoes, F.A. Farret. – NY.: CRC Press, 2015.Wang, Li. Dynamic performances of an isolated self-excited induction generator under various loading conditions / Li Wang, Jian-Yi Su // IEEE Trans. on Energy Conversion. – 1999. – Vol. 14. – № 1. – P. 93–100.Wang, Li. Dynamic performances of an isolated self-excited induction generator under various loading conditions / Li Wang, Jian-Yi Su // IEEE Trans. on Energy Conversion. – 1999. – Vol. 14. – № 1. – P. 93–100.Trinada, K. Study of Wind Turbine based SEIG under Balanced & Unbalanced Loads and Excitation / K. Trinada, A. Kumar, K.S. Sandhu // Intr. J. of Electrical and Computer Engineering. – 2012. – Vol. 2. – № 3. – P.353–370.Trinada, K. Study of Wind Turbine based SEIG under Balanced & Unbalanced Loads and Excitation / K. Trinada, A. Kumar, K.S. Sandhu // Intr. J. of Electrical and Computer Engineering. – 2012. – Vol. 2. – № 3. – P.353–370.Trinada, K. Wind Driven Induction Generator Study with Static and Dynamic Loads / K. Trinada, A. Kumar, K.S. Sandhu // Int. J. of Energy Science. – 2011. – Vol. 1. – № 3. – P. 151–161.Trinada, K. Wind Driven Induction Generator Study with Static and Dynamic Loads / K. Trinada, A. Kumar, K.S. Sandhu // Int. J. of Energy Science. – 2011. – Vol. 1. – № 3. – P. 151–161.Seyoum, D. The Dynamic characteristics of an isolated self-excited induction generator driven by a wind turbine / D. Seyoum, C. Grantham, M.F. Rahman // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2003. – Vol. 39. – № 4. – P. 936–944.Seyoum, D. The Dynamic characteristics of an isolated self-excited induction generator driven by a wind turbine / D. Seyoum, C. Grantham, M.F. Rahman // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2003. – Vol. 39. – № 4. – P. 936–944.Seyoum, D. The Dynamic Analysis and Control of a Self-Excited Induction Generator Driven by a Wind Turbine: Thesis. Ph.D., University of New South Wales., 2003.Seyoum, D. The Dynamic Analysis and Control of a Self-Excited Induction Generator Driven by a Wind Turbine: Thesis. Ph.D., University of New South Wales., 2003.Anagreh, Y.N. Teaching the self-excited induction Generator using MATLAB / Y.N. Anagreh, Imadden. M. Al-Refae // International Journal of Electrical Engineering Education. – 2003. – Vol. 40. – P. 55–65.Anagreh, Y.N. Teaching the self-excited induction Generator using MATLAB / Y.N. Anagreh, Imadden. M. Al-Refae // International Journal of Electrical Engineering Education. – 2003. – Vol. 40. – P. 55–65.Kumawat, R.K. Self-excited induction generator “A review” / R.K. Kumawat [et al.] // Internationatl Advanced Research Journal in Science Engineering and Technology, National Conference on Renewable Energy and Environment. – 2015. – Vol. 2. – P. 37–42.Kumawat, R.K. Self-excited induction generator “A review” / R.K. Kumawat [et al.] // Internationatl Advanced Research Journal in Science Engineering and Technology, National Conference on Renewable Energy and Environment. – 2015. – Vol. 2. – P. 37–42.Benlamoudi, A. Autonomous SEIG in a Small Wind Power Plant with Voltage and Frequency Control / A. Benlamoudi, R. Abdessemed // Serbian Journal of Electrical Engineering. – 2012. – Vol. 9. – № 3. – P. 343–359.Benlamoudi, A. Autonomous SEIG in a Small Wind Power Plant with Voltage and Frequency Control / A. Benlamoudi, R. Abdessemed // Serbian Journal of Electrical Engineering. – 2012. – Vol. 9. – № 3. – P. 343–359.Muljadi, E. Investigation of Self-Excited Induction Generators for Wind Turbine Applications / E. Muljadi, J. Sallan, M. Sanz, C.P Butterfield // National Renewable Energy Laboratory. – 2000. – P.1–9.Muljadi, E. Investigation of Self-Excited Induction Generators for Wind Turbine Applications / E. Muljadi, J. Sallan, M. Sanz, C.P Butterfield // National Renewable Energy Laboratory. – 2000. – P.1–9.Seyoum, D. Dynamic Stability Analysis of Induction Generators / D. Seyoum, N. Hosseinzadeh, P. Wolfs / Australasian Universities Power Engineering Conference AUPEC 2004. – 2004. – P. 137.Seyoum, D. Dynamic Stability Analysis of Induction Generators / D. Seyoum, N. Hosseinzadeh, P. Wolfs / Australasian Universities Power Engineering Conference AUPEC 2004. – 2004. – P. 137.Senjyu, T. Transient stability analysis of induction generator using torque-time characteristic / T. Senjyu, N. Sueyoshi, K. Uezato, H. Fujita, T. Funabashi // Fifth International Conference on Power Electronics and Drive Systems, PEDS 2003. –2003. – P. 760–765.Senjyu, T. Transient stability analysis of induction generator using torque-time characteristic / T. Senjyu, N. Sueyoshi, K. Uezato, H. Fujita, T. Funabashi // Fifth International Conference on Power Electronics and Drive Systems, PEDS 2003. –2003. – P. 760–765.Souza, C.L. Power system transient stability analysis including synchronous and induction generators / C.L. Souza, L.M. Neto, G.C. Guimaraes, A.J. Moraes // Proceedings of IEEE Porto Power Tech. – 2001. – P. 6.Souza, C.L. Power system transient stability analysis including synchronous and induction generators / C.L. Souza, L.M. Neto, G.C. Guimaraes, A.J. Moraes // Proceedings of IEEE Porto Power Tech. – 2001. – P. 6.Documentation Math work [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ref/windturbine.html. – wind Turbine (дата обращения: 10.04.2016).Documentation Math work [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ref/windturbine.html. – wind Turbine (дата обращения: 10.04.2016).Wind Energy Handbook / T. Burton et al. – Сhichester.: John Wiley & Sons Ltd, 2001.Wind Energy Handbook / T. Burton et al. – Сhichester.: John Wiley & Sons Ltd, 2001.Slootweng, J.G. Dynamic modelling of a wind turbine with doubly fed induction generator / J.G. Slootweng, H. Polinder, W.L. Kling // IEEE Power Engineering Society Summer Meeting. – 2001. – P. 644–649.Slootweng, J.G. Dynamic modelling of a wind turbine with doubly fed induction generator / J.G. Slootweng, H. Polinder, W.L. Kling // IEEE Power Engineering Society Summer Meeting. – 2001. – P. 644–649.Araújo, R. E. Induction motors: Modelling and Control / R. E. Araújo. – Rijeka: InTech, 2012Araújo, R. E. Induction motors: Modelling and Control / R. E. Araújo. – Rijeka: InTech, 2012Mohan, N. Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modelling Using MATLAB- Simulink / N. Mohan. – Hoboken.: John Wiley & Sons Inc, 2014.Mohan, N. Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modelling Using MATLAB- Simulink / N. Mohan. – Hoboken.: John Wiley & Sons Inc, 2014.Siegfried, H. Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems / H. Siegfried. – Kassel.: John Wiley & Sons Ltd, 1998.Siegfried, H. Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems / H. Siegfried. – Kassel.: John Wiley & Sons Ltd, 1998.Boldea, I. Electric Machines Steady State Transients and Design with Matlab / I. Boldea, L. Tutelea. – Boca Raton.: Taylor & Francis Group, 2010.Boldea, I. Electric Machines Steady State Transients and Design with Matlab / I. Boldea, L. Tutelea. – Boca Raton.: Taylor & Francis Group, 2010.Bose, B.K. Modern Power Electronics and AC Drives / B.K. Bose. – NJ.: Prentince hall, 2002.Bose, B.K. Modern Power Electronics and AC Drives / B.K. Bose. – NJ.: Prentince hall, 2002.Ivon, F. Comparative study of different implementations for induction machine model in Matlab- Simulink for wind turbine simulations / F. Ivon, F. Blaabjergg, A.D. Hansen, Z. Chen // IEE Workshop on Computers in Power Electronics. – 2002. – P. 58–63.Ivon, F. Comparative study of different implementations for induction machine model in Matlab- Simulink for wind turbine simulations / F. Ivon, F. Blaabjergg, A.D. Hansen, Z. Chen // IEE Workshop on Computers in Power Electronics. – 2002. – P. 58–63.Krause, P.C. Analysis of electric machinery and drive systems / P.C. Krause, O. Wasynczuk, S.D. Sudhoff. – New York.: MacGraw-Hill, 2002.Krause, P.C. Analysis of electric machinery and drive systems / P.C. Krause, O. Wasynczuk, S.D. Sudhoff. – New York.: MacGraw-Hill, 2002.Chee-Mun Ong. Dynamic simulation of electric machinery using MATLAB-Simulink / Chee-Mun Ong. – NJ.: Prentice Hall PTR, 1997.Chee-Mun Ong. Dynamic simulation of electric machinery using MATLAB-Simulink / Chee-Mun Ong. – NJ.: Prentice Hall PTR, 1997.Documentation Math work [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ref/asynchronousmachine.html. – Asynchronous machine (дата обращения: 10.04.2016).Documentation Math work [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ref/asynchronousmachine.html. – Asynchronous machine (дата обращения: 10.04.2016).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.