НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№3(72) Июль - Сентябрь 2018

Применение асинхронного двигателя с фазным ротором в малой энергетике в качестве межсистемной связи

Выпуск № 4 (69) Октябрь - Декабрь 2017
Авторы:

Арестова Анна Юрьевна,
Бобрик Валентин Игоревич,
Чебан Владимир Матвеевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2017-4-129-138
Аннотация

Вопрос строительства установок генерации малой мощности и тем более их подключения к распределительным сетям не теряет своей актуальности и, более того, вызывает активные дискуссии в энергетическом сообществе. В качестве установок малой генерации могут выступать устройства с переменной частотой вращения, которые требуют повышенного внимания в вопросах управления электроэнергетическим режимом, обеспечения надежности и устойчивости функционирования. Наряду с этим существует ряд проблем, связанных с повышением эффективности использования межсистемных связей. К ним можно отнести недостаточную пропускную спо-собность межсистемных связей, неоптимальное распределение потоков мощности, слабую управляемость электрических сетей и сложность в регулировании напряжения и реактивной мощности. На сегодняшний день повышение эффективности работы межсистемных связей достигается за счет управляемых межсистемных связей. Такие конструкции позволяют осуществлять независимое регулирование режимов по частоте и напряжению в объединяемых системах. Наиболее часто используемым устройством управляемой межсистемной связи является вставка постоянного тока. Кроме этого, можно выделить электромашинные устройства и другие устройства на основе высоковольтных полупроводниковых элементов. Как известно, устройства на основе высоковольтных полупроводниковых элементов, в том числе вставки постоянного тока, позволяют значительно увеличить эффективность использования межсистемных связей, однако их повсеместному внедрению препятствует существенная стоимость самих устройств и сопутствующих элементов (компенсирующие устройства, фильтры и др.). В работе предложена модель межсистемной электрической связи на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, которая может быть использована в энергетике для асинхронной связи малых электрических установок с системой. Межсистемная связь способна осуществлять обмен мощностью между двумя асинхронно работающими системами. Регулирование потока межсистемной активной мощности осуществляется изменением момента на валу ротора асинхронного двигателя. При этом достигнуто упрощение и значительное удешевление межсистемной связи между двумя несинхронно работающими системами благодаря использованию серийного оборудования.


Ключевые слова: асинхронный двигатель с фазным ротором, межсистемная электрическая связь, энергосистема, малая генерация, распределенная генерация, вращающийся трансформатор, фазовое управление, статор, ротор, синхронизм, физическая модель, предельный переток, момент на валу

Список литературы

1. Ивакин В.Н., Сысоева Н.Г., Худяков В.В. Электропередачи и вставки постоянного тока и статические тиристорные компенсаторы. – М. : Энергоатомиздат, 1993. – 335 с.



2. Flourentzou N., Agelidis V.G., Demetriades G.D. VSC-based HVDC power transmission systems: an overview // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2009. – Vol. 24, N 3. – P. 592–602.



3. Saeedifard M., Iravani R. Dynamic performance of a modular multilevel back-to-back HVDC system // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2010. – Vol. 25, N 4. – P. 2903–2912.



4. Bakhsh F.I., Khatod D.K. Variable frequency transformer-state of the art review // International Conference on Energy Efficient Technologies for Sustainability (ICEETS 2013). – Piscataway, NJ: IEEE, 2013. – P. 1012–1017.



5. Merkhouf A., Upadhyay S., Doyon P. Variable frequency transformer – an overview // 2006 IEEE Power Engineering Society General Meeting,. – Piscataway, NJ: IEEE, 2006. – P. 1–4.



6. Piwko R.J., Larsen E.V. Variable frequency transformer – FACTS technology for asynchronous power transfer // IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exposition. – New Orleans, 2005. – P. 1426–1428.



7. Evaluation of the performance of back-to-back HVDC converter and variable frequency transformer for power flow control in a weak interconnection / B. Bagen, D. Jacobson, G. Lane, H.M. Turanli // 2007 IEEE Power Engineering Society General Meeting. – Piscataway, NJ: IEEE, 2007. – P. 1–6.



8. Piwko R.J., Larsen E.V., Wegner C.A. Variable frequency transformer – a new alternative for asynchronous power transfer // 2005 IEEE Power Engineering Society Inaugural Conference and Exposition in Africa. – Piscataway, NJ: IEEE, 2005. – P. 393–398.



9. Gesong C., Xiaoxin Z. Digital simulation of variable frequency transformers for asynchronous interconnection in power system // IEEE/PES Transmission and Distribution Conference & Exhibition: Asia and Pacific Proceedings. – Dalian, China, 2005. – P. 1–6.



10. Truman P., Stranges N. A direct current torque motor for application on a variable frequency transformer // 2007 IEEE Power Engineering Society General Meeting. – Piscataway, NJ: IEEE, 2007. – P. 1–5.



11. Ambati B.B., Khadkikar V. Variable frequency transformer configuration for decoupled active-reactive powers transfer control // IEEE Transactions on Energy Conversion. – 2016. – Vol. 31, iss. 3. – P. 906–914.



12. Abdelkader M.I., Abdelsalam A.K., Hossam A.A. Asynchronous grid interconnection using brushless doubly fed induction machines: assessment on various configurations // 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition (PEMC 2014). – Piscataway, NJ: IEEE, 2014. – P. 406–412.



13. Bakhsh F.I. VFT application for asynchronous power transfer // International Journal on Control System and Instrumentation. – 2013. – Vol. 4, N 1. – P. 1–7.



14. Simulation model and characteristics of variable frequency transformers used for grid interconnection / R. Yuan, Y. Chen, G. Chen, Y. Sheng // 2009 IEEE Power & Energy Society General Meeting (PESGM 2009). – Piscataway, NJ: IEEE, 2009. – P. 1–5.



15. Geetha T., Jayashankar V. Stability assessment of power system models for higher wind penetration // 2008 Joint International Conference on Power System Technology and IEEE Power India Conference, POWERCON 2008. – Piscataway, NJ: IEEE, 2008. – P. 1–5.



16. Алексеев Б.А., Шакарян Ю.Г. Испытания вращающегося трансформатора типа VFT для связи несинхронно работающих энергосистем // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. – 2005. – № 3. – С. 7–10.



17. Макаров А.В., Таламанов О.В. Математическая модель управляемой межсистемной связи на основе ферромагнитных управляемых элементов // Вестник ИГЭУ. – 2003. – № 3. – С. 62–69.

Для цитирования:

Арестова А.Ю., Бобрик В.И., Чебан В.М. Применение асинхронного двигателя с фазным ротором в малой энергетике в качестве межсистемной связи // Научный вестник НГТУ. – 2017. – № 4 (69). – С. 129–138. – doi: 10.17212/1814-1196-2017-4-129-138.

For citation:

Arestova A.Yu, Bobrik V.I., Cheban V.M. Primenenie asinkhronnogo dvigatelya s faznym rotorom v maloi energetike v kachestve mezhsistemnoi svyazi [The use of a wound rotor induction motor in a distributed power generation as an interconnection tie]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – Science bulletin of the Novosibirsk state technical university, 2017, no. 4 (69), pp. 129–138. doi: 10.17212/1814-1196-2017-4-129-138.

Просмотров: 328