АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ МИНИ-ГЭС КАК ОСНОВА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРНЫХ РАЙОНОВ ТАДЖИКИСТАНА
DOI:
https://doi.org/10.14529/power190311Ключевые слова:
микро- и мини-ГЭС, гидротурбина, центробежный насос, синхронный генератор с постоянными магнитами, устройство самодиагностики, симметрирование напряженияАннотация
Представлен краткий анализ существующих малых ГЭС Республики Таджикистан. В результате анализа проблем, усложняющих эксплуатацию мини-ГЭС, отмечены элементы, не позволяющие их использовать в автономном режиме и снижающие надёжность работы. Предлагается для обеспечения надёжной работы мини-ГЭС и возможности эксплуатации в необслуживаемом режиме строить её на основе конструктивно простых и надёжных устройств. При этом появляется возможность отказаться от непрерывного наблюдения за работой мини-ГЭС обслуживающим персоналом и обойтись периодическими регламентными проверками. В качестве турбины предлагается использовать центробежный насос, не нуждающийся в дополнительных операциях управления рабочими режимами, а в качестве генератора – синхронную машину с возбуждением от постоянных магнитов, не требующую наличия канала организации и регулирования потока возбуждения. Качество вырабатываемой энергии предлагается обеспечить с помощью полупроводникового преобразователя напряжения, который должен осуществлять стабилизацию с заданной точностью частот и амплитуд входного напряжения мини-ГЭС. В состав мини- ГЭС предлагается ввести устройства для самодиагностики, осуществляющие контроль не только каче- ства входного напряжения, но и состояние основных элементов мини-ГЭС – турбин, преобразователя напряжений, коммутационной аппаратуры и устройства связи с центральным диспетчерским пунктом. В статье показаны также проблемы, возникающие при реализации предлагаемой структуры, касающиеся в основном обеспечения симметрирования входного напряжения при существенно несимметричной нагрузке, а также повышения достоверности и надёжности устройств диагностики состояния отдельных элементов мини-ГЭС и пути их решения.
Скачивания
Библиографические ссылки
Иноятов, М.Б. К вопросу об использовании малой гидроэнергетики применительно к условиям Республики Таджикистан / М.Б. Иноятов, А.К. Киргизов // Вестник Таджикского технического университета. – 2008. – № 2. С. 38–42.
Положение дел по использованию возобновляемых источников энергии в Центральной Азии. Перспективы их использования и потребности в подготовке кадров. Обзор / Н. Друзь, Н. Борисова, А. Асанкулова и др. – ЮНЕСКО; Алматы, 2010. – 144 с.
Отчет Министерства экономического развития и торговли Республики Таджикистан «Экспресс-оценка и анализ пробелов в энергетическом секторе Таджикистана». – Душанбе, 2011.
Li, X. Guide vane asynchronous closure mode for improving the transient quality of hydroturbinen / X. Li, J. Chang, C. Li // Shuili Fadian Xuebao/Journal of Hydroelectric Engineering. – 2014. – Vol. 33 (1). – P. 202–206. DOI: 10.1115/1.4036234
Switched Model and Dynamic Analysis of a Hydroturbine Governing System in the Process of Load Rejection Transient / H. Li, D. Chen, F. Wang, H. Zhang // Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Transactions of the ASME. – 2017. – Vol. 139 (10). – 101002.
Кавитирующее обтекание уменьшенной модели направляющих лопаток турбины высокого давления / М.В. Тимошевский, С.А. Чуркин, А.Ю. Кравцова и др. // Международный журнал многофазного потока. – 2016. – Т. 78. – С. 75–87.DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2015.09.014
Lewis, B.J. Unsteady computational fluid dynamic analysis of the behavior of guide vane trailingedge injection and its effects on downstream rotor performance in a francis hydroturbine / B.J. Lewis, J.M. Cimbala // Journal of Turbomachinery. – 2015. – Vol. 137 (8). – 81001. DOI: 10.1115/1.4029427
Лукутин, Б.В. Автономное электроснабжение микрогидроэлектростанцией / Б.В. Лукутин, С.Г. Обухов, Е.Б. Шандарова. – Томск, 2001. – 104 с.
Асинхронизированные синхронные генераторы для ветроэлектростанций и малых ГЭС Таджикистан / Н.И. Смолин, Д.Ю. Гулов, Б.И. Косимов, О.О. Султонов // Приоритетные направления развития энергетики в АПК: материалы I Всерос. науч.-практ. конф. – 2017. – С. 100–105.
Dietz, A. Efficiency improvement of small hydroelectric power stations with a permanent-magnet synchronous generator / A. Dietz, A. Groeger, C. Klingler // 1st International Electric Drives Production Conference 2011, EDPC–2011 – Proceedings. – 6085557. –
P. 93–100. DOI: 10.1109/edpc.2011.6085557
Wegiel, T. Variable speed small hydropower plant / T. Wegiel, D. Borkowski // Proceedings – 2012 3rd IEEE International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems (PEDG 2012). – 6253996. – P. 167–174. DOI: 10.1109/pedg.2012.6253996
Borkowski, D. Small hydropower plant with integrated turbine-generators working at variable speed / D. Borkowski, T. Wegiel, // IEEE Transactions on Energy Conversion. – 2013. – Vol. 28 (2). – 6479690. – P. 452–459. DOI: 10.1109/tec.2013.2247605
Ганджа, С.А. Выбор оптимальной конструкции электродвигателя привода пильгерстана для технологии изготовления бесшовных труб / С.А. Ганджа, Б.И. Косимов, Д.С. Аминов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2019. – Т. 19, № 1. – С. 5–17. DOI: 10.14529/power190101
Farret, F.A. Small Hydroelectric Systems / F.A. Farret, M.G. Simoes, A. Michels // Green Energy and Technology. – 2013. – Vol. 59. – P. 151–184. DOI: 10.1007/978-1-4471-5104-3_515. Pistelok, P. Highly efficient synchronous generators with permanent magnets intended to small hydropower station / P. Pistelok, M. Baranski // 5th International Conference on Clean Electrical Power: Renewable Energy Resources Impact (ICCEP 2015). – 7177654. – P. 395–399. DOI: 10.1109/iccep.2015.7177654
Сравнительный анализ электродвигателей привода пильгерстана для технологии изготовления бесшовных труб. Выбор оптимальной конструкции / С.А. Ганджа, Б.И. Косимов, Д.С. Аминов, Р.Р. Ниматов // Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления. – 2019. – № 30, – С. 79–101. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.137
Математическое моделирование постоянного магнита для оптимизации вентильных электрических машин и возобновляемых источников энергии / С.А. Ганджа, Д.С. Аминов, Б.И. Косимов // Наука ЮУрГУ. Материалы 70-й научной
конференции. – 2018. – С. 420–428.
Бут, Д.А. Бесконтактный электрический машины / Д.А. Бут. – М.: Высш. шк., 1990. – 415 с.
A Study of the Operation Mode of a Synchronous Compensator with Two Excitation Windings / K.I. Kim, K.K. Kim // Russian Electrical Engineering. – 2018. – Vol. 89 (10). – P. 598–606. DOI: 10.3103/s106837121810005x
Transient analysis of air-core pulsed alternators in self-excitation mode / X. Xie, K. Yu, C. Ye et al. // IEEE Transactions on Plasma Science. – 2015. – Vol. 43 (5). – P. 1415–1420. DOI: 10.1109/tps.2015.2416371
Копылов, И.П. Электрические машины: учеб/ / И.П. Копылов. ‒ 5-е изд. ‒ М.: Высш. шк., 2006. – 607 с.
Abo-Khalil, A.G. Grid connection of doublyfed induction generators in wind energy conversion system / A.G. Abo-Khalil, D.-C. Lee, S.-H. Lee // Conference Proceedings – IPEMC 2006: CES/IEEE 5th International Power Electronics and Motion Control
Conference 3. – 2006. – 4078676. – P. 1482–1486. DOI: 10.1109/ipemc.2006.4778244
Chlodnicki, Z. Control strategies of the variable speed generating systems / Z. Chlodnicki, W. Koczara, N. Al-Khayat // EUROCON 2007 – The International Conference on Computer as a Tool. – 2007. – 4400682. – P. 1301–1309. DOI: 10.1109/eurcon.2007.4400682
Hwang, J.-C. Application of three-level converters to wind power systems with permanent-magnet synchronous generators / J.-C. Hwang, M.-H. Chen, S.-N. Yeh // IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference). – 2007. – 4460130. – P. 1615–1620.
DOI: 10.1109/iecon.2007.4460130
Воронин, С.Г. Векторное управление синхронными двигателями с возбуждением от постоянных магнитов / С.Г. Воронин, Д.А. Курносов, А.С. Кульмухаметова // Электротехника. – 2013. – № 10. – С. 50–54.
Дедков, В.Н. Применение серийных насосов в качестве гидротурбин для малой энергетики // Проблемы машиностроения. – 2011. – № 4. – С. 24–30.
Лямасов, А.К. Исследование гидромашин МГЭС: центробежный насос и гидродинамическая передача / Б.М. Орахелашвили // Вестник УГАТУ. – 2013. – № 3. – С. 189–193.
An analysis of virtual direct power control of three-phase AC-DC converter / N.A. Yusoff, A.B.M. Razali, K.A. Karim et al.// International Journal of Power Electronics and Drive Systems. – 2018. – Vol. 9, no. 3. – P. 947–956. DOI: 10.11591/ijpeds.v9.i3.pp947-956
Nonisolated Harmonics-Boosted Resonant DC/DC Converter with High-Step-Up Gain / Y. Huang, S. Xiong, S.-C. Tan, S.Y. Hui // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2018. – Vol. 33, no. 9. – P. 7770–7781. DOI: 10.1109/tpel.2017.2769165
Six-Leg Single-Phase to Three-Phase Converter / N.B. De Freitas, C.B. Jacobina, A.C.N. Maia, A.C. Oliveira // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2017. – Vol. 53, no. 6. – P. 5527–5538. DOI: 10.1109/tia.2017.2720138
Саидов, А.Х. Симметрирование нагрузки в трёхфазных сетях при дискретном формировании фазных напряжений // Научный поиск: материалы девятой научной конференции аспирантов и докторантов. – Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2017. – С. 47–54.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
