Научная статья на тему 'ПРИМЕНЕНИЕ АВТОНОМНЫХ АСИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ'

ПРИМЕНЕНИЕ АВТОНОМНЫХ АСИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
189
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
область применения / автономный асинхронный генератор / электростанция / возобновляемые источники энергии / ветроэнергетическая установка. / scope / autonomous asynchronous generator / power plant / renewable energy sources / wind power plant.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Соболь А. Н., Андреева А. А.

Классифицируют асинхронные генераторы в зависимости от способа возбуждения, характера частоты, способа стабилизации напряжения, конструктивного исполнения и числа фаз. В настоящее время используют автономные асинхронные генераторы с емкостным возбуждением в том числе в ветроэнергетических установках. Преимущества ветроустановок на основе асинхронного генератора двойного питания: использование полупроводникового преобразователя меньшей мощности, что позволяет значительно снизить его стоимость.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

USING AUTONOMOUS ASYNCHRONOUS GENERATORS IN WIND POWER PLANTS

Asynchronous generators are classified depending on the method of excitation, the nature of the frequency, the method of voltage stabilization, design and number of phases. Currently, autonomous asynchronous generators with capacitive excitation are used, including in wind power plants. The advantages of wind turbines based on a dual-fed asynchronous generator: the use of a semiconductor converter of lower power, which can significantly reduce its cost.

Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ АВТОНОМНЫХ АСИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ»

воздуха, Бюл. 10 от 28.03.2018, Доржиев С.С., Серебряков Р.А.

11. Патент РФ № 2649890, Установка экстракции пресной воды из атмосферного воздуха, Бюл. 10 от 05.04.2018, Доржиев С.С., Серебряков Р.А., Базарова Е.Г.

12. Патент РФ №2703119, Вихревой эжектор, Бюл. 29 от 15.10.2019, Серебряков Р.А.

13. Патент РФ № 2681282, Вихревой экстрактор атмосферной влаги, Бюл. 2 от 05.03.2019, Серебряков Р.А., Доржиев С.С., Базарова Е.Г.

14. Патент РФ № 2683552, Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха, опубл. 23.03.2019, Бюл. 3. Серебряков Р.А.,

15. Патент РФ № 2717043, Пневмоэкстрак-тор атмосферной влаги (варианты), опубл. 17.03.2020г., Бюл. 8, Серебряков Р.А., Бирюк В.В., Акобян Р.Х.

16. Патент РФ №2751004, Автономный экстрактор атмосферной влаги, опубл. 07.07.2021, Бюл. 19, Серебряков Р.А.

17. Бирюк В.В., Красноруцкий А.С., Зубрилин И.А., Вихревая газоветроэнергоустановка для электроснабжения компрессорных станций/Вестник СГАУ, 2011, №5(29), С. 29-35.

18. Бирюк В.В., Серебряков Р.А., Толстоно-гов А.П., Методика расчета вихревых ветроустано-вок, Самара, НТО СГАКУ, 1992, 96 с.

19. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. М.: Машиностроение, 1969. 183 с.

20. Серебряков Р.А., Бирюк В.В., Вихревой эффект энергетического разделения газов в системах охлаждения и кондиционирования, ж. Вестник МАИ, №10, 1994г., с.33^34.

21. Бирюк В.В., Сукчев В.М., Смоляр Г.А., Расчет вихревых авиационных охладителей, труды 4-й ВНТК «Вихревой эффект и его применение в технике», КуАИ, Куйбышев, 1984, с.59-63.

22. Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений [Текст] / К.Н. Волков. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 368 с.

23. Волков К. Н. Моделирование турбулентных течений на основе метода крупных вихрей: Учебное пособие. - СПб: БГТУ, 2003. - 85с.

24. Рахманин Ю.А., Стехин А.А., Яковлева Г.В. Методология оценки качества питьевой воды по структурно - энергетическим показателям. Гигиена и санитария. 2012; 2: 26-30.

25. Методика экспрессного определения токсичности воды с помощью люминесцентного бактериального теста «Эколюм, Методические рекомендации.-М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000.

ПРИМЕНЕНИЕ АВТОНОМНЫХ АСИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

Соболь А.Н.

Кандидат технических наук., доцент ФГБОУВО Кубанский ГАУ, Краснодар, РФ

Андреева А.А. Студентка факультета энергетики ФГБОУ ВО Кубанский ГАУ, Краснодар, РФ

USING AUTONOMOUS ASYNCHRONOUS GENERATORS IN WIND POWER PLANTS

Sobol A..

Candidate of Technical Sciences., Associate Professor FSBEI HE Kuban SA U, Krasnodar, Russian Federation

Andreeva A. student of the Faculty of Energy FSBEI HE Kuban SA U, Krasnodar, Russian Federation

Аннотация

Классифицируют асинхронные генераторы в зависимости от способа возбуждения, характера частоты, способа стабилизации напряжения, конструктивного исполнения и числа фаз. В настоящее время используют автономные асинхронные генераторы с емкостным возбуждением в том числе в ветроэнергетических установках. Преимущества ветроустановок на основе асинхронного генератора двойного питания: использование полупроводникового преобразователя меньшей мощности, что позволяет значительно снизить его стоимость.

Abstract

Asynchronous generators are classified depending on the method of excitation, the nature of the frequency, the method of voltage stabilization, design and number of phases. Currently, autonomous asynchronous generators with capacitive excitation are used, including in wind power plants. The advantages of wind turbines based on a dual-fed asynchronous generator: the use of a semiconductor converter of lower power, which can significantly reduce its cost.

Ключевые слова: область применения, автономный асинхронный генератор, электростанция, возобновляемые источники энергии, ветроэнергетическая установка.

Keywords: scope, autonomous asynchronous generator, power plant, renewable energy sources, wind power plant.

В настоящее время, наряду с синхронными генераторами и машинами постоянного тока, в качестве источников электроэнергии используют автономные асинхронные генераторы. Между собой они имеют различие как в конструкции, так и в способе возбуждения. Также они различны по числу фаз и по способу стабилизации напряжения.

Асинхронные генераторы бывают с короткоза-мкнутым, фазным, а также полым ротором. По способу возбуждение различают генераторы с емкостным, а также с инверторным возбуждением. Недостатки емкостного возбуждения асинхронных генераторов заключаются в трудностях регулировки параметров выходного напряжения. Однако, генераторы, получающие возбуждение от батареи конденсаторов, отличаются простой конструкцией, надежностью, отсутствием контактов. Также значение имеет относительно невысокая их стоимость.

Современные конденсаторы отличаются компактностью. Поэтому генераторы, получающие возбуждение от конденсаторной батареи, имеют в целом меньшую массу. Примером могут служить конденсаторы марки К78-17, имеющие удельную массу в 3,45 раз меньшую, чем, например, конденсаторы марки МБГЧ [2]. Проблема стабилизации выходного напряжения и частоты асинхронных генераторов также успешно решаются. Благодаря разработанным современным устройствам асинхронные генераторы имеют высокие показатели стабилизации выходного напряжения по частоте и амплитуде. Также следует отметить, возможность параллельной работы асинхронных генераторов, имеющих разную частоту вращения роторов, а также неплохое качество генерируемого напряжения.

Первая установка с асинхронным генератором, описанная в начале двадцатого века, отличалась надежностью, простатой исполнения и отсутствием необходимости в высококвалифицированном обслуживании [3].

О целесообразности использования автономных установок электроснабжения с асинхронными генераторами можно говорить если рассматривать районы, которые территориально удалены от электрических станций и не имеют возможности прокладки линий электропередач.

В крупных энергосистемах, передающих электрическую энергию на значительные расстояния, целесообразно передавать по линии только активную мощность, так как реактивная мощность негативно сказывается на пропускной способности линии. Источники же реактивной мощности таки, как косинусные конденсаторы и синхронные компенсаторы устанавливаются, как правило, в том месте, где непосредственно необходимо потреблять реактивную мощность. Асинхронные генераторы большой мощности (от 22 до 300 тысяч кВт) имеют го-

раздо более низкую стоимость по сравнению с синхронными. Необходимую реактивную мощность они могут как раз получать от синхронных генераторов.

Асинхронные генераторы с вентильным возбуждением также могут применяться для получения постоянного тока стабильной частоты, а также для пуска двигателей постоянного тока. Такие генераторы выполняются с короткозамкнутым или фазным ротором.

Энергия, вода и еда - три основных элемента, обеспечивающих выживание человека. Развитие мировой энергетики вступает в новый исторический период, когда неизбежно требуется чистая и низкоуглеродная энергия. Хотя ископаемых источников энергии в мире по-прежнему предостаточно, крупные прорывы в некоторых ключевых технологиях и растущий спрос на экологическую защиту окружающей среды побуждают перейти от нефти и газа к новым источникам энергии. Рано или поздно на нефть, газ, уголь и новые источники энергии будет приходиться четверть мирового потребления энергии в новую эпоху, в частности, 32,6%, 23,7%, 30,0% и 13,7% соответственно [4].

Производство электроэнергии было основной целью использования возобновляемых источников энергии и определяет будущее развития возобновляемых источников энергии [4].

В Западной Европе в последнее время наметилась тенденция развития энергетики на основе нетрадиционных или возобновляемых источниках энергии, так называемая «зеленая энергетика». При этом большая часть этой энергетики приходится на солнечную энергию и энергию ветра. Данные виды ресурсов являются наиболее доступными для использования.

Развитие ветроэнергетики насчитывает тысячи лет, то есть с момента появления самых первых ветряных машин с вертикальной осью, работающих на основе сил сопротивления, до настоящего времени, в течение которого разрабатываемые ветровые турбины достигли масштаба десятков. МВт.

Первое современное техническое использование энергии ветра приходится на начало 1970 годов. Наиболее бурное развитие данного вида энергетики наблюдается с 1990-х годов и по наши дни.

Развитие ветровой энергии, как возобновляемого источника энергии, позволит снизить выбросы парниковых газов и уменьшить негативные последствия изменения климата. В последние годы в этой области был достигнут значительный прогресс, поскольку стоимость развития ветровой энергии значительно снизилась с появлением новых технологий и политикой стимулирования.

При использовании той или иной ветроуста-новки нужно обратить особое внимание на конструктивное исполнение лопастей, а также другого оборудования. Особенно большое значение имеет

выбор соответствующего электрического генератора ветроустановки [3].

Можно выделить такие типы электрогенераторов, применяемых в ветроустановках:

1) асинхронные генераторы с короткозамкну-тым ротором;

2) асинхронные генераторы двойного питания;

3) синхронные генераторы с электромагнитным возбуждением;

4) асинхронизированный синхронный генератор;

5) асинхронные генераторы с фазным ротором;

6) синхронные генераторы (СГ) с магнитоэлектрическим возбуждением, т.е. с возбуждением от постоянных магнитов и некоторые другие.

7) Специальные СГ: индукторные СГ, генераторы с когтеобразным ротором и некоторые другие.

Использование того или иного типа генератора зависит от различных условий и имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества ВЭУ на основе асинхронного генератора двойного питания: использование полупроводникового преобразователя меньшей мощности (около 30% от мощности ВЭУ), что позволяет значительно снизить его стоимость и потери. Благодаря этому, при достаточно высоких средних скоростях ветра (более 7,5 м/с) ВЭУ на основе асинхронных генераторов двойного питания чуть более эффективны.

В ходе применения асинхронных генераторов в ветроустановке возможны разного рода его неисправности [1]. Среди них можно выделить, например, различные витковые короткие замыкания в обмотке статора [1]. Таким образом на данный момент имеется необходимость в разработке соответствующих защитных устройств.

Список литературы

1. Богдан А.В. Диагностика повреждений обмотки статора автономного асинхронного генератора [Текст]. / А.В. Богдан, А.Н. Соболь // Известия вузов. Электромеханика. - Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова, 2013. - № 1. - С. 70-71.

2. Богдан А.В. Измерение сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора Y/YH-12 [Текст]. / А.В. Богдан, А.Н. Соболь, В.А. Богдан // Сельский механизатор, - М.: ООО «Нива», 2018. - № 11. - С. 40 - 41.

3. Богдан А.В. Информационные признаки повреждения обмотки статора для построения релейной защиты автономного асинхронного генератора [Текст]. / А.В. Богдан, А.Н. Соболь // Известия вузов. Электромеханика. - Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова, 2017. - № 6. - С. 72-76.

4. Богдан А.В. Математическая модель самовозбуждения автономного асинхронного генератора [Текст]. / А.В. Богдан, А.Н. Соболь // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - № 36. - С. 322324.

«ЦИФРОВАЯ» ЭКОНОМИКА КАК ЭВОЛЮЦИЯ С РЕВОЛЮЦИОННЫМИ ПОСЛЕДСТВИЯМИ

Тиханычева Е.О.

Московский музей современного искусства, Россия, г. Москва,

сотрудник Тиханычев О.В. ГК «Техносерв», Россия, г. Москва, заместитель начальника отдела кандидат технических наук, профессор

DIGITAL ECONOMY AS EVOLUTION WITH REVOLUTIONARY CONSEQUENCES

Tikhanycheva E..

Moscow Museum of Modern Arts, Moscow city, Russia,

employee Tikhanychev O.

Company group «Technoserv», Moscow city, Russia Deputy Head of Department, PhD. (Engineering), Professor

Аннотация

Объектом исследования является процесс информатизации управления в области экономики. Предмет исследования - влияние активного внедрения информационных технологий управления на изменение состояния этого процесса. При этом в статье рассматривается не сегмент предоставления цифровых услуг, эффективность и целесообразность наличия которого не поддаётся сомнению, а именно «цифровая» экономика в целом и взаимовлияние её на современное информационное общество. Актуальность статьи определяется тем, что мнения специалистов о «цифровой» экономике и её перспективах в настоящее время существенно расходятся, а опыт спешного перехода на удалённую работу в период пандемии коронави-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.