НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

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

Последний выпуск
№1(78) Январь - Март 2020

Управление режимами систем электроснабжения с установками распределенной генерации, сформированными на основе асинхронизированных машин

Выпуск № 1 (78) Январь - Март 2020
Авторы:

Булатов Юрий Николаевич,
Крюков Андрей Васильевич,
Шуманский Эдуард Константинович
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2020-1-175-188
Аннотация

Применение в установках распределенной генерации асинхронизированных генераторов (АСГ) позволяет получить следующие положительные результаты: повысить пределы устойчивости; расширить диапазоны регулирования реактивной мощности; упростить процессы синхронизации с сетью благодаря возможности управления частотой и фазой ЭДС; обеспечить работу агрегата в синхронном режиме при повреждении в одной из обмоток возбуждения.



В статье приводится описание разработанных компьютерных моделей высоковольтного и низковольтного АСГ, оснащенных системами автоматического регулирования возбуждения на IGBT-транзисторах, позволяющих изменять амплитуду и частоту напряжения. Исследования проводились в системе MATLAB с применением пакетов Simulink и SimPowerSystems. Исследованы режимы автономной работы АСГ при подключении и сбросе нагрузки, представлены результаты сравнения режимов работы электрической сети с установкой распределенной генерации, работающей на базе синхронных генераторов (СГ) и АСГ, а также описаны процессы синхронизации АСГ с сетью. Результаты моделирования автономно работающего асинхронизированного генератора показали, что использование сигнала отклонения частоты позволяет уменьшить отклонения регулируемых параметров в режимах подключения и отключения нагрузки, а также при включении АСГ в сеть методом самосинхронизации. При работе АСГ параллельно с сетью асинхронные генераторы устойчиво работают при достаточно больших возмущениях; в аналогичных условиях динамическая устойчивость системы с синхронными машинами не обеспечивается. Разработанная система автоматического регулирования возбуждения, а также пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор скорости вращения ротора асинхронизированного генератора плавно регулируют заданные параметры, значительно уменьшая колебания напряжения и частоты.


Ключевые слова: установки распределенной генерации, асинхронизированный генератор, автоматические регуляторы возбуждения и частоты, системы электроснабжения, режимы работы, синхронизация, моделирование

Список литературы

1. Mahmoud M.S., Al-Sunni F.M. Control and optimization of distributed generation systems. – Cham: Springer, 2015. – 578 p.



2. Intelligent control of the regulators adjustment of the distributed generation installation / A.V. Kryukov, S.K. Kargapol'cev, Yu.N. Bulatov, O.N. Skrypnik, B.F. Kuznetsov // Far East Journal of Electronics and Communications. – 2017. – Vol. 17, N 5. – P. 1127–1140.



3. Bulatov Yu.N., Kryukov A.V., Suslov K.V. Multi-agent technologies for control of distributed generation plants in the isolated power systems // Far East Journal of Electronics and Communications. – 2017. – Vol. 17, N 5. – P. 1197–1212.



4. Buchholz B.M., Styczynski Z.A. Smart grids: fundamentals and technologies in electricity networks. – Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2014. – 396 p.



5. Лабунец И.А. Асинхронизированные турбогенераторы. Новые технологии в энергетике. – М.: Изд-во РАО «ЕЭС России», 2002. – С. 139–144.



6. Перспективы применения асинхронизированных турбогенераторов в европейской зоне «ЕЭС России» / Г.А. Дмитриева, С.Н. Макаровский, А.Ю. Поздняков, З.Г. Хвощинская, И.А. Лабунец, А.П. Лохматов, Ю.Г. Шакарян // Электрические станции. – 1997. – № 8. – С. 35–43.



Дмитриева Г.А., Макаровский С.Н., Поздняков А.Ю., Хвощинская З.Г., Лабунец И.А., Лохматов А.П., Шакарян Ю.Г.



7. Шакарян Ю.Г., Лабунец И.А., Сокур П.В. Целесообразность и перспективы оснащения электростанций асинхронизированными турбо- и гидрогенераторами // Электросила: сборник. – СПб., 2003. – Вып. 42. – С. 35–43.



8. Голоднов Ю.М., Пиковский A.B. Генераторы для ветровых, малых гидравлических и приливных электростанций. – М.: ВИНИТИ, 1992. – 98 с. – (Итоги науки и техники. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии; т. 3).



9. Bocquel A., Janning J. Analysis of a 300 MW variable speed drive for pump-storage plant applications // 2005 European Conference on Power Electronics and Applications. – Dresden, Germany, 2005. – P. 1–10. – DOI: 10.1109/epe.2005.219434.



10. Цгоев Р.С. Несинхронная параллельная работа ОЭС Сибири и Востока // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. – 2004. – № 1. – С. 4–6.



11. Шакарян Ю.Г. Асинхронизированная синхронная машина. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 192 с.



12. Гараев Ю.Н., Лоханин Е.К., Россовский Е.Л. Отличия синхронных машин продольно-поперечного возбуждения от асинхронизированных синхронных машин // Известия НТЦ Единой энергетической системы. – 2015. – № 2 (73). – С. 88–96.



13. Булатов Ю.Н., Крюков А.В. Влияние несимметричной нагрузки на работу турбогенераторов установок распределенной генерации // Системы. Методы. Технологии. – 2016. – № 3 (31). – С. 85–93.



14. Булатов Ю.Н., Крюков А.В. Влияние нелинейной нагрузки на работу турбогенераторов установок распределенной генерации // Системы. Методы. Технологии. – 2016. – № 4 (32). – С. 95–100.



15. Bulatov Yu.N., Kryukov A.V., Arsentiev G.O. Use of power routers and renewable energy resources in smart power supply systems // 2018 International Ural Conference on Green Energy (UralCon). – Chelyabinsk, 2018. – P. 143–148. – DOI: 10.1109/URALCON.2018.8544289.



16. Anderson P.M., Fouad A.A. Power system control and stability. – Piscataway, NJ: IEEE Press; Wiley-Interscience, 2003. – 688 p.

Для цитирования:

Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Шуманский Э.К. Управление режимами систем электроснабжения с установками распределенной генерации, сформированными на основе асинхронизированных машин // Научный вестник НГТУ. – 2020. – № 1 (78). – С. 175–188. – DOI: 10.17212/1814-1196-2020-1-175-188.

 

For citation:

Bulatov Yu.N., Kryukov A.V., Shumansky E.K. Upravlenie rezhimami sistem elektrosnabzheniya s ustanovkami raspredelennoi generatsii, sformirovannymi na osnove asinkhronizirovannykh mashin [Control of power supply system modes with distributed generation plants based on asynchronized machines]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Science bulletin of the Novosibirsk state technical university, 2020, no. 1 (78), pp. 175–188. DOI: 10.17212/1814-1196-2020-1-175-188.

Просмотров: 192