НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

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

Последний выпуск
№4(77) Октябрь - Декабрь 2019

Повышение качества электроэнергии путем регулирования вентильных генераторов

Выпуск № 4 (77) Октябрь - Декабрь 2019
Авторы:

Николаев Михаил Юрьевич,
Макаров Владимир Вячеславович,
Кропотин Владимир Олегович,
Грицай Александр Сергеевич,
Гаак Антон Викторович
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2019-4-161-176
Аннотация

Компрессорный цех с группой газоперекачивающих агрегатов является основным технологическим объектом компрессорной станции. На компрессорной станции может быть несколько таких цехов с различными типами агрегатов. Обычно число цехов на компрессорных станциях соответствует числу ниток магистрального газопровода, которые подходят к станции. В технологическом процессе по мере прокладки новых ниток газопровода на компрессорной станции также предусматривается строительство новых цехов. При активной добыче в течение некоторого промежутка времени месторождение газа истощается и снижается дебет его скважин, уменьшаются объемы транспортируемого по магистрали газа, что приводит к необходимости изменения режимов работы имеющихся газоперекачивающих агрегатов. Поскольку транспортировка природного газа по магистральным газопроводам приводит к снижению давления газа, на газопроводе устанавливаются высокотехнологичные турбины, поддерживающие необходимое давление. Однако для работы таких турбин требуется электроэнергия соответствующего качества. Актуальность исследований обусловлена происходящей технологической революцией, связанной с оцифровкой окружающего мира. Использование многочисленных датчиков в электротехнических системах ведет к повышению требований к качеству электроэнергии в электрической сети. Увеличение количества анализируемых данных ведет к принципиально новому развитию электроэнергетического комплекса. Предиктивная аналитика повышает время бесперебойной работы оборудования, способствует росту ресурсосберегающих технологий и минимизирует потери напряжения в сетях питания газоперекачивающих агрегатов, а также затраты на их обслуживание. Существует достаточно большое количество вариантов обеспечения надлежащего качества электроэнергии [1]. В настоящей работе предлагается схемотехническое решение, базирующееся на использовании таких элементов, как преобразователь частоты, выпрямитель, фильтр и инвертор. Также в работе исследовано влияние этих устройств и их режимов работы на перекачку газа с помощью газоперекачивающего агрегата.


Ключевые слова: вентильные генераторы, газоперекачивающий агрегат, компрессорный цех, стабилизация напряжения, регулирование работы, умная сеть, микрогрид, напряжение, энергосистема

Список литературы

1. ГОСТ 32144–2013. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначении. – Введ. 2014–07–01. – М.: Стандартинформ, 2014. – 16 с.



2. Термодинамическая эффективность использования детандер-генераторных агрегатов на станциях технологического уменьшения давления транспортируемого природного газа / А.В. Клименко, В.С. Агабабов, П.Н. Борисова, С.Н. Петин // Теплофизика и аэромеханика. – 2017. – Т. 24, № 6. – С. 961–968.



3. Крамской А.А., Филиппов А.В. Попутный газ последних ступеней сепарации. Компримирование низконапорного ПНГ // Территория Нефтегаз. – 2016. – № 3. – С. 78–83.



4. Makarov V.V., Kuznetsova O.P., Nikolaev M.Yu. The effect of electric exposure on the gas cleaning systems filter efficiency // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 12. – 2017. – Vol. 168, N 12. – P. 1–6. – DOI: 10.1088/1757-899X/168/1/012005.



5. Zabudskiy E.I., Balandina G.I. Automatic control system for power grid voltage stabilization // Procedia Computer Science. – 2017. – Vol. 103. – P. 511–516.



6. Падалко Д.А. Стабилизация параметров напряжения асинхронного генератора, возбуждаемого инвертором напряжения // Проблемы региональной энергетики. – 2017. – № 3 (35). – С. 9–16.



7. Колесников К.А. Методы повышения качества стабилизации в стабилизаторах напряжения в цепи постоянного тока // Молодежь: наука и творчество. – Ставрополь, 2017. – С. 316–319.



8. An event-trigger two-stage architecture for voltage control in distribution systems / C. Liu, X. Ma, M. Zhou, J. Wu, C. Long // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. – 2018. – Vol. 95. – P. 577–584.



9. Lucas A., Chondrogiannis S. Smart grid energy storage controller for frequency regulation and peak shaving, using a vanadium redox flow battery // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. – 2016. – Vol. 80. – P. 26–36.



10. Jamroen C., Namproom P., Dechanupaprittha S. TS-Fuzzy based adaptive PEVs charging control for smart grid frequency stabilization under islanding condition // Procedia Computer Science. – 2016. – Vol. 86. – P. 124–127.



11. High efficiency CMOS rectifier for energy harvesting / N.A. Wahab, M.K.M. Salleh, N. Othman, M.F.A. Khalid, N.M. Hidayat // 2016 IEEE Industrial Electronics and Applications Conference (IEACon). – Kota Kinabalu, Malaysia, 2016. – P. 123–127. – DOI: 10.1109/IEACON.2016.8067367.



12. Анализ режимов работы однофазного активного выпрямителя тока с широтно-импульсной модуляцией по прямоугольно-ступенчатому закону / О. Краснов, Б. Любарский, В. Божко, О. Петренко, О. Дубинина, Р. Нуриев // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2018. – Т. 3, № 9 (93). – С. 50–57.



13. Щербаков А.В., Стальков П.М. Разработка высоковольтного стенда для импульсных испытаний энергоемких резисторов // Вестник МЭИ. – 2017. – № 2. – С. 88–95.



14. Брованов С.В, Харитонов С.А. Статические преобразователи электрической энергии на основе многоуровневых инверторов напряжения и выпрямителей с корректорами входного тока // Научный вестник НГТУ. – 2004. – № 2 (17). – С. 119–130.



15. Nidhal A., Dhia C., Lassad S. Modelling of conducted EMI generated by a three-phase PWM rectifier // 2017 International Conference on Green Energy Conversion Systems (GECS). – Hammamet, Tunisia, 2017. – P. 1–4. – DOI: 10.1109/GECS.2017.8066163.



16. Ткачук Р.Ю., Глазырин А.С. Принцип построения отказоустойчивой системы управления асинхронным приводом // Известия Томского политехнического университета. – 2012. – Т. 321, № 5. – С. 105–109.



17. Горбунов Р.Л., Посконный Г.И. Исследование трехфазного широтно-импульсного преобразователя переменного напряжения для повышения энергоэффективности асинхронных двигателей // Известия Томского политехнического университета. – 2014. – Т. 324, № 4. – С. 76–86.



18. Маклаков А.С. Гибридный алгоритм модуляции на основе пространственно-векторной ШИМ и ШИМ с удалением выделенных гармоник // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. – 2018. – Т. 18, № 1. – С. 92–100.



19. Nikolayev M.U., Nikolayeva E.V., Lyashkov A.A. Data measuring channels calibration procedure // 2016 IEEE Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). – Omsk, 2016. – P. 1–4. – DOI: 10.1109/Dynamics.2016.7819052.



20. Пустоветов М.Ю. Опыт разработки синус-фильтра для силовой схемы частотно-регулируемого асинхронного привода // Известия Томского политехнического университета. – 2014. – Т. 324, № 4. – С. 87–95.



21. Баховцев И.А. Интегральные характеристики входного тока двухуровневых инверторов напряжения с ШИМ // Научный вестник НГТУ. – 2010. – № 1 (38). – С. 111–118.



22. Герасимов В.А. Реализация цифрового ШИМ повышенной разрешающей способности с высокой несущей частотой на ПЛИС // Пром-Инжиниринг: труды III  международной научно-технической конференции. – Челябинск, 2017. – С. 302–307.



23. Approximate discrete-time modeling of DC-DC converters with consideration of the effects of pulse-width modulation / X. Li, X. Ruan, Q. Jin, M. Sha, C.K. Tse // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2018. – Vol. 33, N 8. – P. 7071–7082. – DOI: 10.1109/TPEL.2017.2752419.



24. Tuballа M.L., Abundo M.L. A review of the development of Smart Grid technologie // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2016. – Vol. 59. – P. 710–725.



25. Использование нейронной сети для построения краткосрочного прогноза электропотребления ООО «Омская энергосбытовая компания» / В.И. Потапов, А.С. Грицай, Д.А. Тюньков, Г.Э. Синицин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2016. – Т. 327, № 8. – С. 44–51.



26. Smart Grid: assessment of the past and present in developed and developing countries / M.A. Ponce-Jara, E. Ruiz, R. Gil, E. Sancristóbal, C. Pérez-Molina, M. Castro // Energy Strategy Reviews. – 2017. – Vol. 18. – P. 38–52.



27. Климов П.Л., Разумец Е.А. Обзор управления умной сетью // Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации: сборник статей 16 международной научно-практической конференции. – Пенза, 2018. – Ч. 1. – С. 81–83.



28. Цветков В.А. Smart Grid – Умная электрическая сеть // Science Time. – 2017. – Т. 40, № 4. – С. 218–220.



29. Пшеничников С.О. Технологии умных сетей Smart Grid для решения проблем современной энергетики // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – Иркутск, 2017. – Т. 2. – С. 315–321.



30. Манусов В.З., Хасанзода Н., Ахьёев Д.С. Создание интегрированной системы электроснабжения острова Русский и управление ее режимами // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2017. – № 1–2. – С. 142–145.

Для цитирования:

Повышение качества электроэнергии путем регулирования вентильных генераторов / М.Ю. Николаев, В.В. Макаров, В.О. Кропотин, А.С. Грицай, А.В. Гаак // Научный вестник НГТУ. – 2019. – № 4 (77). – С. 161–176. – DOI: 10.17212/1814-1196-2019-4-161-176.

 

 

For citation:

Nikolaev M.Yu., Makarov V.V., Kropotin V.O., Gritsay A.S., Gaak A.V. Povyshenie kachestva elektroenergii putem regulirovaniya ventil'nykh generatorov [Improvement of electric energy quality by regulating valve generators]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universitetaScience bulletin of the Novosibirsk state technical university, 2019, no. 4 (77), pp. 161–176. DOI: 10.17212/1814-1196-2019-4-161-176.

Просмотров: 79