Регистрация / Вход
Прислать материал

Система автономного электроснабжения на базе дизель-генераторной установки с переменной частотой вращения и синхронным генератором комбинированного возбуждения

Общие сведения
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Название доклада
Система автономного электроснабжения на базе дизель-генераторной установки с переменной частотой вращения и синхронным генератором комбинированного возбуждения
Исполнитель проекта
Филиал военной академии РВСН г. Серпухов
Докладчик (участник)
Участник
Непейпиев Андрей Григорьевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Снижение удельного расхода топлива при сохранении показателей качества электроэнергии в дизель-генераторных установках
Актуальность и новизна исследования
По статистическим данным более 85% населения России обеспечивается электроэнергией из единой централизованной энергетической системы. Однако, еще около 10 млн. человек, живущих на Дальнем Востоке, в северных территориях и в некоторых других регионах, не присоединены к центральным электрическим сетям. На таких территориях электроэнергия добывается от различных автономных источников питания. Особенно актуальны вопросы рациональной электроэнергетики на автономных объектах и объектах требующих гарантированного питания, в частности, на объектах ракетно-космического комплекса, морских и речных судах, других автономных объектах, где применение энергосберегающих технологий приводит к существенному повышению автономности, при возможной экономической эффективности работы. Анализ систем автономного электроснабжения показывает, что более 90% электроэнергии в таких регионах и на объектах вырабатывается дизель-генераторными установками. Анализ способов снижения удельного расхода топлива показывает, что изменение скорости вращения приводного двигателя в зависимости от нагрузки один из самых эффективных. Но при изменении скорости вращения изменяются показатели качества вырабатываемой электроэнергии - этим и обуславливается решаемая проблема. Новизна заключается в том, что в серийном производстве нет ДГУ с переменной частотой вращения.
Описание исследования

Одним из самых распространенных автономных источников электроэнергии, применяемых как в качестве резервных, так и основных источников ЭЭ, является дизель-генераторные электростанции (ДГЭ), которые обычно выполняются по схеме состоящей из дизеля, генератора, корректора напряжения, регулятора частоты. В такой схеме представлены две системы автоматического управления: система автоматического управления частотой вращения дизеля (регулятор частоты – РЧ) и система автоматического управления напряжением генератора (корректор напряжения – КН). Назначение первой автоматической системы – стабилизация частоты вращения дизеля, назначение второй автоматической системы – стабилизация напряжения генератора. Дизель приводит во вращение ротор генератора. Частота напряжения на выходе генератора f пропорциональна частоте вращения ротора ω, а значение напряжения UГ пропорционально току возбуждения генератора IВ. Регулятор частоты вращения определяет частоту выходного напряжения и, воздействуя на органы управления дизеля, поддерживает постоянной частоту вращения вала дизеля, обеспечивая тем самым стабилизацию частоты выходного напряжения во всех режимах работы. Регулятор напряжения, путем воздействия на ток возбуждения генератора, поддерживает значение выходного напряжения близким к заданному при всех допустимых нагрузках. 

 Для решения вопроса регулирования скорости вращения ДГУ и поддержания качества показателей ЭЭ, предлагается: использовать синхронный генератор с переменной частотой вращения, постоянными магнитами и обмоткой электромагнитного возбуждения. Предлагаемый комбинированный источник ЭЭ будет обеспечивать постоянный заряд накопителей ЭЭ через выпрямитель, который в свою очередь, обеспечит ЭЭ нагрузку с требуемыми показателями качества через управляемый инвертор. Блок управления комбинированным источником осуществляет сбор информации и выработку управляющих воздействий, позволяющих функционировать в нормальных условиях, в том числе обеспечивая режим by pass, который становится возможен только при наличии дополнительной электромагнитной обмотки.

Результаты исследования

Результаты исследований показывают, что можно достичь 40% экономии топлива.

Практическая значимость исследования
Снижение затрат на топливо, а это прямая экономическая выгода. Внедрение таких систем позволит существенно снизить эксплуатационные расходы, продлить срок службы дизеля, а при необходимости повысить качество ЭЭ.