Т. 327, № 8

Повышение запаса динамической устойчивости автономной энергетической системы на базе ветроэнергетических установок при резких изменениях режима нагрузки

Ветроэнергетика сегодня развивается в двух равноправных направлениях: увеличение единичной мощности ветроэнергетической установки за счёт массогабаритных размеров установки с использованием высоковольтных генераторов и второй путь - совершенствование отдельных элементов ветроэнергетических установок и внедрение современных систем управления режимами работы как установки в целом, так и её отдельными агрегатами. Оба пути развития направлены на увеличение выработки энергии. Характерной особенностью указанных источников электроэнергии является малая инерционность и, соответственно, малый запас динамической устойчивости при резких изменениях режима, например, при коротких замыканиях. В последнее время стали широко использоваться исследования магнитных редукторов и вариаторов. Эти исследования связаны с высокими энергетическими показателями магнитных редукторов и трансмиссий, которые позволяют улучшить массогабаритные показатели и сократить потребность в обслуживании. Использование магнитных трансмиссий в ветроэнергетических установках оправдано возможностью регулирования скорости вращения генератора напрямую. Данная статья посвящена исследованию магнитной трансмиссии в целях сохранения синхронности параллельно работающих генераторов локальной энергосистемы при перегрузках. Регулирование скорости вращения ротора генератора осуществляется через магнитную трансмиссию и основано на использовании законов подчиненного регулирования по двум контурам. Результаты моделирования отображают процесс сохранения синхронной работы генераторов ветроэнергетической установки. Цель работы: повышение запаса динамической устойчивости локальной энергосистемы, состоящей из параллельно работающих ветроэнергетических установок с синхронными генераторами с постоянными магнитами. Методы исследования: разработка математических моделей магнитной трансмиссии с использованием классических преобразований Парка-Горева; использование законов подчиненного регулирования для стабилизации скорости вращения при различных возмущениях, как стороны нагрузки, так и со стороны ветровой турбины. Результаты. Получена математическая модель локальной энергетической системы, состоящей из параллельно работающих ветроэнергетических установок с синхронными генераторами с постоянными магнитами. Поддержание синхронной работы генераторов обеспечивается магнитной трансмиссией. Показана возможность стабилизации скорости вращения генераторов при перегрузке.

Ключевые слова:

электронный ресурс, ветровые турбины, магнитные трансмиссии, динамическая устойчивость, локальные энергосистемы,

Авторы:

Удалов Сергей Николаевич

Ачитаев Андрей Александрович

Приступ Александр Георгиевич

Боченков Борис Михайлович

Скачать PDF