PDF Печать E-mail

DOI: https://doi.org/10.15407/techned2020.01.017

УДК 621.313.332

ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ ТА АЛГОРИТМ КЕРУВАННЯ АВТОНОМНОЮ ГІДРОВІТРОВОЮ СИСТЕМОЮ ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ

Журнал Технічна електродинаміка
Видавник Інститут електродинаміки Національної академії наук України
ISSN 1607-7970 (print), 2218-1903 (online)
Випуск № 1, 2020 (січень/лютий)
Cторінки 17 – 26

Автори
Л.І. Мазуренко1*, докт.техн.наук, К.М. Василів2, докт.техн.наук, О.В. Джура1**, канд.техн.наук, А.В. Коцюруба3
1- Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
2- Національний університет "Львівська політехніка",
вул. С. Бандери, 12, Львів, 79013, Україна
3- Національний університет оборони імені Івана Черняховського,
пр. Повітрофлотський, 28, Київ, 03049, Україна
* ORCID ID : https://orcid.org/0000-0002-7059-249X
** ORCID ID : https://orcid.org/0000-0002-0224-3351

Запропоновано нову конфігурацію трифазної автономної гідровітрової системи (АГВС), яка містить синхронний генератор з електромагнітним збудженням, що обертається регульованою гідротурбіною, асинхронний генератор з короткозамкненим ротором з приводом від нерегульованої вітротурбіни, компенсуючу батарею конденсаторів і регульоване баластне навантаження, яке живиться через активний випрямляч. Розроблено алгоритм дворівневої стабілізації частоти струму в системі. З використанням розробленої імітаційної моделі АГВС проведено математичне моделювання електромеханічних процесів у разі зміни потужності споживачів та постійної швидкості вітру. Результати досліджень засвідчили стійку роботу системи у сталих режимах і відпрацювання заданих рівнів частоти струму. Бібл. 17, рис. 5, табл. 1.

Ключові слова: автономна гідровітрова система, синхронний генератор, асинхронний генератор, активний випрямляч, баластне навантаження, регулятор частоти.

Надійшла                          25.10.2019
Остаточний варіант        19.12.2019
Підписано до друку        16.01.2020



УДК 621.313.332

ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНОЙ ГИДРОВЕТРОВОЙ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Журнал Технічна електродинаміка
Издатель Институт электродинамики Национальной академии наук Украины
ISSN 1607-7970 (print), 2218-1903 (online)
Выпуск № 1, 2020 (январь/февраль)
Cтраницы 17 – 26

Авторы
Л.И. Мазуренко1*, докт.техн.наук, К.Н. Васылив2, докт.техн.наук, А.В. Джура1**, канд.техн.наук, А.В. Коцюруба3
1- Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев, 03057, Украина,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
2- Национальный университет "Львовская политехника",
ул. С. Бандеры, 12, Львов, 79013, Украина
3- Национальный университет обороны имени Ивана Черняховского,
пр. Воздухофлотский, 28, Киев, 03049, Украина

Предложена новая конфигурация трехфазной автономной гидроветровой системы, которая содержит синхронный генератор с электромагнитным возбуждением, приводимый во вращение регулируемой гидротурбиной, асинхронный генератор с короткозамкнутым ротором с приводом от нерегулируемой ветротурбины, компенсирующую батарею конденсаторов и регулируемую баластную нагрузку, которая питается через ак-тивный выпрямитель. Разработан алгоритм двухуровневой стабилизации частоты тока в системе. С помощью разработанной имитационной модели АГВС проведено математическое моделирование электромеханических процессов при изменении мощности потребителей и постоянной скорости ветра. Результаты исследований показали устойчивую работу системы в установившихся режимах работы и отработку заданых уровней частоты тока. Библ. 17, рис. 5, табл. 1.

Ключевые слова: автономная гидроветровая система, синхронный генератор, асинхронный генератор, актив-ный выпрямитель, баластная нагрузка, регулятор частоты.

 

Поступила                               25.10.2019
Окончательный вариант     19.12.2019
Подписано в печать             16.01.2020

Статтю написано в процесі виконання НДР «ЕНЕРГОСИСТ-2» («Розвинути теорію, дослідити електромеханічні процеси, створити алгоритми керування та визначити умови енергоефективного функціонування асинхронних генераторів із вентильним і конденсаторним збудженням при роботі в автономних системах»), державний реєстраційний номер 0115U005400. (01.01.2016-31.12.2029).

Література

1. Васько П.Ф., Вербовий А.П., Ібрагімова М.Р., Пазич С.Т. Гідроакумулювальні електростанції – технологічна основа інтеграції потужних вітро- та фотоелектричних станцій до складу електроенергетичної системи України. Гідроенергетика України. 2017. № 1-2. С. 20-25.
2. Sebastian R., Quesada J.. Simulation of an isolated Wind Hydro system. 2nd International Workshop on Simulation for Energy, Sustainable Development and Environment (SESDE 2014), Burdeaus, France, 2014. Рp. 14-19.
3. Goel P. K., Singh B., Murthy S.S. and Kishore N.. Autonomous hybrid system using SCIG for hydro power generation and variable speed PMSG for wind power generation. 2009 International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS), Taipei. 2009. Рp. 55-60. DOI: https://doi.org/10.1109/PEDS.2009.5385678
4. Aktarujjaman M., Kashem K.A., Negnevitsky M. & Ledwich G. Dynamics of a hydro-wind hybrid isolated power system. In Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC 2005). Australia, Tasmania, Hobart, 25–28 September 2005. URL: http://ro.uow.edu.au/cgi/viewcontent.cgi?article=5437&context=eispapers (accessed 20.12.19)
5. Xue-Jia Huang, Neng-Sheng Bao. Modeling and simulation analysis of wind-hydro hybrid power plant. 2nd Annual International Conference on Energy, Environmental & Sustainable Ecosystem Development (EESED 2016), Huang, 2016/08. Рp. 169-179. DOI: https://doi.org/10.2991/eesed-16.2017.22
6. Мазуренко Л.І., Василів К.М. Закономірності електромагнітних процесів безконтактної системи збудження автономного асинхронного генератора на базі каскадного трифазно-трифазного модулятора напруги. Технічна електродинаміка. 2018. № 6. С. 46-49. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.06.046
7. Mazurenko L.I., Dzhura O.V. and Shevchuk S.P. Transients in a transistor-switched capacitor regulator of a stand-alone induction generator supplying a single-phase load. 2017 International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES). Kremenchuk, November 2017. Pp. 244-247. DOI: https://doi.org/10.1109/MEES.2017.8248901
8. Sebastián R., Peña-Alzola R. Effective active power control of a high penetration wind diesel system with a Ni–Cd battery energy storage. Renewable Energy. 2010. Vol. 35(5). Рp. 952-965. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.11.029
9. Krause P.C., Wasynczuk O. and Sudnoff S.D. Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. Piscataway. NJ: Wiley IEEE Press, 2002. 632 p. DOI: https://doi.org/10.1109/9780470544167
10. Babunski D., Tuneski A. Modelling and design of hydraulic turbine-governor system. 3rd IFAC Workshop on Automatic Systems for Building the Infrastructure in Developing Countries. 2003. Vol. 36. No 7. Pp. 263-267. DOI: https://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)35842-1
11. Диеров Р.Х., Глазырин М.В., Султонов Ш.М. Математическая модель гидротурбины Френсиса для гидроагрегата МГЭС. Политехнический вестник. Серия Инженерные исследования. 2017. № 2(38). С. 6-13.
12. Kuperman A. and Rabinovici R. On the speed stability of wind driven induction generators connected to distribution systems. International Journal of Energy and Environment. 2007. Vol. 1. Issue 2. Рp. 57-64.
13. IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies.(IEEE Std 421.5-2005, Revision of IEEE Std 421.5-1992). New York. NY:IEEE. 2006. 85 p. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/05bc/9ef274285d8be39c5aa0ff9fe0611a6c7874.pdf (accessed 20.12.19)
14. Мазуренко Л.І., Романенко В.І., Джура О.В. Технічна реалізація й експериментальні дослідження асинхронного генератора з вентильним збудженням та векторним керуванням. Електромеханічні і енергозберігаючі системи. Кременчук, 2015. Вип. № 4/2015 (32). С. 34-40.
15. Kaura V. and Blasko V. Operation of a phase locked loop system under distorted utility conditions. IEEE Transactions on Industry Applications. Jan.-Feb. 1997. Vol. 33. No 1. Pp. 58-63. DOI: https://doi.org/10.1109/28.567077
16. Мазуренко Л.І., Джура О.В. Математична модель та алгоритм керування автономної нерегульованої вітроустановки з асинхронним вентильним генератором. Електромеханічні і енергозберігаючі системи. 2018. Вип. 3/2018(43). С. 24-30. DOI: https://doi.org/10.30929/2072-2052.2018.3.43.24-30
17. Tamrakar U., Shrestha D., Maharjan M., Bhattarai B., Hansen T., Tonkoski R. Virtual Inertia: Current Trends and Future Directions. Applied Sciences. 2017. Vol. 7(7). No 654. Рp. 1-29. DOI: https://doi.org/10.3390/app7070654

 

PDF

 

Ліцензія Creative Commons
Цей твір ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства — Некомерційна — Без Похідних 4.0 Міжнародна