НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК

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.

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.