Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Математическое моделирование режимов работы гибридной электростанции

https://doi.org/10.15518/isjaee.2020.34-36.059-070

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрены физические взаимодействия и математическая модель гибридной электростанции, содержащая многомашинную ветроустановку с двумя группами разнотипных генераторов, и типичную солнечную электроустановку, а в качестве резервных источников использованы синхронный дизель-генератор и аккумуляторная батарея, при этом все источники через выпрямители работают на общую шину постоянного тока с подсоединенной к ней нагрузкой, которая, в свою очередь, включает параллельно соединенные полезную переменную нагрузку и балластную нагрузку для сброса излишков мощности. Математическое описание электростанции представлено рядом уравнений электрического и механического равновесия, соотношений для расчета токов, для оптимальной скорости вращения ветроколеса.

В описании синхронных генераторов, построенном на уравнениях Парка-Горева, не учитываются демпфирующие контуры, электромагнитная динамика обмоток возбуждения машин и насыщение магнитных цепей, и в то же время отдельным уравнением учитывается угол рассогласования между осями ветрогенераторов и резервного дизель-генератора. Упрощенная модель аккумуляторной батареи в рабочем режиме представляет последовательное соединение внутреннего сопротивления и источника напряжения, а протекающий через батарею ток характеризует скорость изменения ее заряда. Уравнения механического равновесия учитывают вращающий момент ветроколеса и тормозные электромагнитные моменты генераторов ВЭУ. Так как напряжения генераторов подаются на шину постоянного тока через выпрямители, то ставится задача не столько стабилизации скорости вращения ветроколеса, сколько поддержание его работы с максимальной выходной мощностью при изменении скорости.

На результатах моделирования, реализованного в среде MathCad показано, что построенная математическая модель в целом вполне адекватно отражает процессы ее рабочего режима и физические взаимодействия основных элементов - источников и потребителей электроэнергии в условиях нестабильных ветровых потоков и уровня солнечной освещенности, а также при изменении нагрузки.

Об авторах

А. М. Олейников
Институт природно-технических систем
Россия

Олейников Александр Михайлович - доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией эко энергетики Института природно-технических систем, Лауреат Госпремии Украины в области науки и техники, член диссертационного совета ДС 215.059.01.

Ул. Ленина, 28, Севастополь, 299011 тел/факс: +7(8692) 54-44-10



Л. Н. Канов
ФГАОУ ВО Севастопольский государственный университет
Россия

Канов Лев Николаевич - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры судового электрооборудования.

Ул. Университетская, 33, Севастополь, 299053, тел/факс +7 (8692) 43-50-02



Список литературы

1. Олейников А.М., Канов Л.Н. Исследование режимов работы многомашинной ветроустановки с механической редукцией. / А.М. Олейников, Л.Н. Канов // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE), 2019, 1012: С. 12 - 22.

2. Трещев И.И. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. / И.И. Трещев. -М.: Энергия, 1980. - 342 с.

3. Веретенников Л.П. Переходные процессы в электроэнергетических системах кораблей. / Л.П. Веретенников. - Л.: изд-во Военно-морской академии им. Гречко А.А., 1965. - 493 с.

4. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитам. / В.А. Балагуров, Ф.Ф. Галтеев. - М.: Энергоатомиздат, 1988. -280 с.

5. Малыш А.Н. Математическая модель дизель-генератора с турбонаддувом. / А.Н. Малыш // Систе-ми обробки шформацп, випуск 1, 2004. - С.219 -224.

6. Кувшинов В.В., Морозова Н.В. Солнечная энергетика. / В.В. Кувшинов, Н.В. Морозова. - М.: Изд-во «Спутник+», 2018. - 193 с.

7. Баранов Н.Н. Нетрадиционные источники и методы преобразования энергии. / А.П. Баранов. -М.: Издат. дом МЭИ, 2012. - 384 с.

8. Ильина Н.А., Тугай Д.В., Сабалаев А.Н. Четырехтактный повышающий широтно-импульсный преобразователь постоянного напряжения в постоянное в системе электроснабжения с солнечной батареей. / Н.А.Ильина, Д.В. Тугай, А.Н. Сабалаев // Свгтлотехшка та електроенергетика. 2009. №1. С.42 - 51.

9. Обухов С.Г., Плотников И.А. Имитационная модель режимов работы автономной фотоэлектрической станции с учетом реальных условий эксплуатации. / С.Г. Обухов, И.А. Плотников // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - Т.328. - 2017. № 6. - С.38 - 51.

10. Специальные вопросы возобновляемой энергетики. Севастополь, Изд-во «Колорит». - 2018. -358 с.

11. Лейкин В.С. Судовые электрические станции и сети. / В.С. Лейкин. М.: изд-во «Транспорт». -1966. - 334 с.

12. Высоцкий В.Е. Специальные электромеханические преобразователи для электротехнических комплексов автономных объектов. / В.Е. Высоцкий, A. М. Олейников. - М.: Инновационное машиностроение, 2020. - 365с.

13. Попель О.С. Возобновляемая энергетика в современном мире: учебное пособие. / О.С. Попель, B. Е. Фортов. - М: Издательский дом МЭИ, 2015. -450 с.

14. Олейников, А.М. Практические разработки в интересах развития ветроэлектрических установок. / А.М. Олейников, В.В. Усачев // Системы контроля окружающей среды. - 2018. - 12 (32). - С. 133 -141.

15. Неисчерпаемая энергия. Кн. 1. Ветроэлектрогенераторы: учебник. / В.С. Кривцов, А.М. Олейников, А.И. Яковлев. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т ХАИ; Севастополь: СевНТУ, 2003. 400 с.

16. Неисчерпаемая энергия. Кн. 2. Ветроэнергетика: учебник. / В.С. Кривцов, А.М. Олейников, А.И. Яковлев. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т ХАИ; Севастополь: СевНТУ, 2004. 519 с.

17. Неисчерпаемая энергия. Кн. 3. Альтернативная энергетика: учебник. / В.С. Кривцов, А.М. Олейников, А.И. Яковлев. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т ХАИ; Севастополь: СевНТУ, 2006. 643 с.

18. Неисчерпаемая энергия. Кн. 4. Ветроводородная энергетика: учебник. / В.И. Кривцова, А.М. Олейников, А.И. Яковлев. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т ХАИ; Севастополь: СевНТУ, 2007. 606 с.

19. Автономные ветроэнергетические установки: учеб. - метод. пособие для студентов техн. высш. учеб. заведений. / А.М. Олейников, Ю.В. Матвеев [и др.] / под ред. А.М. Олейникова. Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2009. 192 с.

20. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учебн для вузов по спец. «Электрич. машины».- М.: Высш. шк., 1987.- 248с.


Для цитирования:


Олейников А.М., Канов Л.Н. Математическое моделирование режимов работы гибридной электростанции. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2020;(34-36):59-70. https://doi.org/10.15518/isjaee.2020.34-36.059-070

For citation:


Olejnikov A.M., Kanov I.N. Mathematical model work hybrid power. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2020;(34-36):59-70. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2020.34-36.059-070

Просмотров: 15


ISSN 1608-8298 (Print)