Повышение эффективности комбинированных автономных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат наук Обухов, Сергей Геннадьевич

• Обухов, Сергей Геннадьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Обухов, Сергей Геннадьевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АВТОНОМНЫХ

СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУТЕЙ

ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

1.1. Современное состояние систем электроснабжения децентрализованных потребителей

1.2. Технико-экономические показатели систем электроснабжения на базе дизельных электростанций

1.3. Анализ возможностей применения установок возобновляемой энергетики

в автономных системах электроснабжения

1.4. Синтез требований, предъявляемых к комбинированным автономным системам электроснабжения

1.5. Выбор и обоснование структуры комбинированных автономных систем электроснабжения

1.6. Выводы

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

КОМБИНИРОВАННЫХ СИСТЕМ АВТОНОМНОГО

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

2.1. Обоснование и выбор методов исследования комбинированных систем автономного электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии

2.2. Математическое моделирование ветроэнергетических установок малой мощности

2.2.1. Метод моделирования механических характеристик ветротурбин малой мощности по данным их технической спецификации

2.2.2. Математическая модель ветротурбины малой мощности в МаЛаЬ БигшИпк

2.2.3. Динамическая модель ветра

2.3. Математическая модель дизельной электростанции

2.3.1. Математическая модель дизельного двигателя

2.3.2. Математическая модель синхронного генератора

2.4. Математическая модель солнечной электростанции

2.4.1. Математическое описание процессов энергопреобразования и эквивалентная схема замещения солнечного элемента

2.4.2. Математическая модель солнечной батареи в Matlab/Simulink

2.4.3. Математическая модель прихода солнечной радиации

2.5. Математическое моделирование силовых преобразователей энергии

2.6. Математическое моделирование буферного накопителя энергии

2.7. Имитационная модель режимов электропотребления автономным объектом электроснабжения

2.8. Выводы

3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ДИЗЕЛЬНЫХ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

3.1. Обзор технических возможностей повышения эффективности автономных дизельных электростанций

3.2. Оптимальный выбор числа и мощности дизель-генераторов автономной дизельной электростанции

3.3. Системы оперативного управления рабочими режимами дизельных электростанций

3.4. Буферные накопители энергии в составе автономных дизельных электростанций

3.5. Выводы

4. ДИЗЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ С ПЕРЕМЕННОЙ

ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ

4.1. Сравнительный анализ структурных схем построения автономных дизельных электростанций

4.2. Теоретический анализ энергетических характеристик ДЭС с переменной скоростью вращения

4.3. Экспериментальные исследования рабочих режимов ДЭС с переменной скоростью вращения

4.3.1. Лабораторная установка для проведения экспериментальных исследований

4.3.2. Программа проведения экспериментальных исследований

4.3.3. Характеристики ДЭС со стандартной системой управления рабочими режимами

4.3.4. Характеристики ДЭС с переменной скоростью вращения

4.4. Разработка структурной и функциональной схем построения ДЭС с переменной частотой вращения

4.5. Технико-экономическая оценка эффективности применения ДЭС с переменной частотой вращения

4.6. Выводы

5. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ЭНЕРГИИ

5.1. Обоснование структуры и разработка стратегии управления режимами комбинированных автономных энергетических комплексов

5.2. Разработка структурной и функциональной схем построения гибридной системы буферного накопления энергии для комбинированных автономных энергетических комплексов

5.3. Разработка алгоритмов управления комбинированными автономными энергетическими комплексами

5.4. Оценка энергетических характеристик комбинированной системы автономного электроснабжения с буферным накопителем энергии

5.5. Теоретические исследования комбинированных автономных систем электроснабжения

5.6. Экспериментальные исследования комбинированных автономных систем электроснабжения

5.7. Выводы

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТАНОВОК ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В АВТОНОМНЫХ СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

6.1. Методика выбора ветроэнергетических установок малой мощности для комбинированных систем автономного электроснабжения

6.2. Методика оценки технико-экономической эффективности применения ветро-дизельных электростанций

6.3. Оценка рыночного потенциала применения гибридной системы буферного накопления энергии в реальном секторе экономики

6.4. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АБ — аккумуляторная батарея;

АИН — автономный инвертор напряжения;

БНЭ — буферный накопитель энергии;

вдк — ветро-дизельный энергетический комплекс;

вдэс — ветро-дизельная электростанция;

ВЗУ — выпрямите льно-зарядное устройство;

виэ — возобновляемые источники энергии;

ВТ — ветротурбина;

ВЭУ — ветроэнергетическая установка;

ГСБНЭ — гибридная система буферного накопления энергии;

две — двигатель внутреннего сгорания;

ДГ — диз ель-генератор;

дд — дизельный двигатель;

дн — датчик напряжения;

дт — датчик тока;

ДЧ — датчик частоты;

дэс — дизельная электростанция;

ЗРУ — зарядно-разрядное устройство;

кпд — коэффициент полезного действия;

ов — обмотка возбуждения;

от — отработавшие газы;

пч — преобразователь частоты;

РН — регулятор напряжения;

РП — реверсивный преобразователь;

РПР — регулятор положения рейки;

САР — система автоматического регулирования;

СБ — солнечная батарея;

СГ — синхронный генератор;

СГПМ — синхронный генератор на постоянных магнитах;

СУ — система управления;

СШ — сборные шины;

СЭ — солнечный элемент;

тнвд — топливный насос высокого давления;

ФЭС — фотоэлектрическая станция;

ФЭУ — фотоэлектрическая установка;

XXX — характеристика холостого хода;

шим — широтно-импульсная модуляция;

шпт — шина постоянного тока;

эде — электродвижущая сила;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности комбинированных автономных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Огромную роль в экономике страны играют Восточные и Северные регионы. К зоне Севера и Востока относится почти 2/3 территорий России, на которых проживают около 20 млн. человек. Только незначительная часть Восточных и Северных территорий России находится в зоне централизованного электроснабжения, большая же часть потребителей получает электроэнергию от автономных изолированных энергетических систем. Надежное электроснабжение децентрализованных регионов является актуальной задачей энергетики России, от успешного решения которой зависит не только ее социально-экономическое развитие, но и безопасность значительной части населения.

Основу локальной энергетики России составляют дизель-генераторы (ДГ) и дизельные электростанции (ДЭС) на их основе. Как источники электроэнергии автономных систем электроснабжения они обладают очевидными достоинствами и известными недостатками, к главным из которых относятся большой расход органического топлива на выработку одного кВт ч электроэнергии и загрязнение окружающей среды. В то же время полноценной замены им нет. Серьезной проблемой изолированных от центральных энергосистем потребителей является дальний и дорогостоящий транспорт топлива, ограниченный сроками сезонного завоза, что является одной из главных причин снижения надежности электроснабжения.

Учитывая дефицитность, высокую стоимость и трудность доставки топлива в отдаленные регионы России, важнейшей задачей становится коренное повышение эффективности использования топлива объектами малой энергетики за счет применения современного высокоэффективного оборудования, оптимизации рабочих режимов генерирующих установок, использования нетрадиционных, возобновляемых и местных энергоресурсов. Так как для потребителей электроэнергии децентрализованных зон

необходим гарантированный источник питания, наиболее перспективным вариантом построения изолированных энергетических систем представляются комбинированные автономные системы электроснабжения с энергетическими установками возобновляемой энергетики.

Методологическое и научно-техническое обоснование ресурсов возобновляемых источников энергии и направлений их практического применения отражено в работах известных российских ученых Н.Е.Жуковского, Г.Х.Сабинина, В.П.Ветчинкина, Ж.И.Алферова, В.П.Харитонова, П.П.Безруких, В.В.Елистратова, В.И.Виссарионова, О.С.Поппеля, Д.С.Стребкова, В.Г.Николаева и др. Разработке и совершенствованию автономных систем электроснабжения посвящены работы Д.А.Бута, В.А.Балагурова, Л.М.Паластина, Ф.Ф.Галтеева, А.А.Малоземова, Б.В.Лукутина и др. Однако, научные и технические проблемы, связанные с объединением в составе единой изолированной энергетической системы разнотипных энергетических установок остаются во многом нерешенными.

Основной технической проблемой, возникающей при практическом использовании установок возобновляемой энергетики в составе изолированных энергетических систем, является необходимость согласования режимов производства и потребления энергии. Соизмеримость мощностей генерирующих источников и потребителей в автономных системах электроснабжения приводит к ухудшению качества выходного напряжения в периоды пиков электрической нагрузки, неэффективному использованию природной возобновляемой энергии, снижает общий уровень надежности электроснабжения потребителей.

Большинство, находящихся в эксплуатации и предлагаемых на рынке автономных энергетических систем, использующих возобновляемые источники энергии (ВИЭ), являются технически законченными изделиями, адаптированными под строго определенный тип энергетического оборудования, не допускают расширения их функциональных возможностей

и наращивания мощностей за счет подключения новых генерирующих установок. Такая ситуация обусловлена главным образом тем обстоятельством, что параметры генерируемой электроэнергии установками возобновляемой энергетики существенно различаются по основным техническим показателям, таким как род тока, частота и величина выходного напряжения.

Отсутствие на рынке возобновляемой энергетики универсальных технических устройств, обеспечивающих возможность объединения в рамках единой энергетической системы разнотипных энергетических установок с возможностью эффективного управления режимами их работы, является негативным фактором развития малой энергетики России и в то же время актуальной научной и технической задачей для практического решения.

Создание комбинированных автономных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии требует решения научной проблемы управления процессами преобразования и распределения энергии в изолированных энергетических системах с генерирующими установками различной физической природы по определенным законам, обеспечивающим их высокую энергетическую эффективность, имеющей важное социально-экономическое значение для децентрализованных регионов страны.

Научные исследования проводились в рамках реализации федеральных целевых программ «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг», «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 20072013 гг», единого заказ-наряда Минобразования РФ в 2004-2009 гг..

Объектом исследования являются комбинированные автономные системы электроснабжения на основе ветровых, солнечных и дизельных электростанций.

Предмет исследования: физические процессы генерирования, преобразования и передачи энергии в комбинированных автономных системах электроснабжения потребителей с возобновляемыми источниками

а

энергии, энергетические параметры и режимы работы генерирующих и преобразовательных установок изолированных энергетических систем.

Цель работы состоит в разработке научного обоснования, технических и технологических решений по повышению эффективности комбинированных автономных систем электроснабжения, использующих ДЭС и электроустановки возобновляемой энергетики.

Идея работы заключается в создании универсального энергетического комплекса, обеспечивающего возможность рационального объединения в составе изолированной электроэнергетической системы разнотипных электрических станций и формирование эффективных режимов их работы в зависимости от временных изменений доступной генерируемой и потребляемой мощности.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе определены и решены следующие задачи:

- выполнен технико-экономический анализ автономных систем электроснабжения децентрализованных потребителей на основе типовых ДЭС и определены пути повышения их эффективности;

- разработана концепция построения комбинированных автономных систем электроснабжения малой мощности с возобновляемыми источниками энергии;

- разработаны математические модели энергетических процессов преобразования и распределения потоков энергии в изолированных энергетических системах с возобновляемыми источниками энергии, позволяющие проводить анализ энергетических характеристик и синтезировать эффективные алгоритмы управления рабочими режимами генерирующих установок;

- разработаны перспективные технические и технологические решения, обеспечивающие повышение энергетической эффективности автономных дизельных электростанций;

- теоретически обоснована и экспериментально доказана эффективность перевода рабочего режима автономной дизель-генераторной установки с постоянной частоты вращения на переменную, оптимизированную по величине электрической нагрузки электростанции;

- разработана, спроектирована и реализована в действующей полунатурной модели дизель-генераторная установка, работающая на переменной частоте вращения;

- выполнены теоретические и экспериментальные исследования рабочих режимов комбинированных автономных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии;

- обоснована структура и разработана стратегия управления режимами комбинированных автономных энергетических комплексов с установками возобновляемой энергетики;

- разработана, спроектирована и реализована в действующем экспериментальном образце система буферного накопления энергии, предназначенная для согласования режимов производства и потребления электроэнергии в изолированных энергетических системах, включающих несколько независимых генерирующих установок различной физической природы;

- разработаны методики выбора и оценки технико-экономической эффективности применения установок возобновляемой энергетики в комбинированных автономных системах электроснабжения. Используемые в работе методы исследования базируются на

общепринятой теории электромеханического преобразования энергии, общей теории сложных технических систем, вероятностно-статистических методов анализа данных; теории автоматического управления, математического моделирования и оптимизации, численных и натурных экспериментов.

Достоверность научных положений подтверждена сопоставлением с результатами других аналогичных исследований, соответствием результатов

имитационного компьютерного и полунатурного моделирования установившихся и динамических режимов комбинированных автономных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии.

Научную новизну имеют следующие положения, выносимые на защиту:

1. Концепция построения комбинированных автономных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии, позволяющая объединять в составе единой изолированной энергетической системы разнотипные энергетические установки различной физической природы с генерирующими мощностями отдельных агрегатов до 100 кВт.

2. Вероятностно-статистические математические модели компонентов комбинированных автономных систем электроснабжения, построенные на базе их энергетических характеристик, позволяющие исследовать и оптимизировать их рабочие режимы и синтезировать эффективные алгоритмы управления.

3. Метод моделирования механических характеристик ветротурбин малой мощности по данным их технической спецификации, учитывающий конструктивные и геометрические особенности моделируемых ветродвигателей.

4. Способы управления рабочими режимами автономной дизельной электростанцией по прогнозному графику электрических нагрузок, обеспечивающие экономию дизельного топлива и увеличение эксплуатационного ресурса дизельных двигателей.

5. Впервые выявлены качественные и количественные характеристики эксплуатационных, экологических и эргономических показателей ДЭС при работе на переменной частоте вращения, установлена универсальная функциональная зависимость частоты вращения вала дизеля от электрической нагрузки дизель-генератора, обеспечивающая минимальный расход топлива.

6. Методика технико-экономического анализа характеристик ветро-дизельных электростанций с буферным накопителем энергии, обеспечивающая рациональный выбор основного генерирующего оборудования.

Новизна результатов подтверждена авторскими свидетельствами и патентами.

Практическую ценность работы составляют разработанные

технические и технологические решения, обеспечивающие создание

энергетически эффективных систем автономного электроснабжения

потребителей, которые по своим техническим характеристикам не уступают

лучшим зарубежным и отечественным объектам-аналогам, но обладают

большими функциональными возможностями. Полученные результаты могут

быть использованы разработчиками и производителями оборудования для

установок возобновляемой энергетики, а также предприятиями,

занимающимися вопросами энергообеспечения удаленных

децентрализованных регионов России.

Личный вклад автора. Диссертация является результатом

самостоятельных исследований автора, которые проводились под его

руководством или с непосредственным участием. Все научные положения и

результаты, определяющие научную новизну и практическую ценность

работы, получены соискателем лично. Личное участие автора подтверждено

публикациями и выступлениями на конференциях. В опубликованных в

соавторстве печатных работах, автору принадлежит научное обоснование

принятых технических решений; разработка математических моделей,

методик и алгоритмов; анализ и обобщение результатов теоретических и

экспериментальных исследований.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации

докладывались и обсуждались на Международной конференции

«Возобновляемая энергетика в изолированных системах Дальнего Востока

России» (г.Якутск, 2013 г.), XII Международной научной конференции

12

«Интеллект и наука» (г.Железногорск, 2012 г.), V Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования» (г.Томск, 2012 г.), II Международной конференции по возобновляемым источникам энергии и альтернативным видам топлива «11Еепег§у» (г.Москва, 2011 г.), Международной конференции «Эффективная генерация энергии» (г.Москва, 2011 г.), научно-практической конференции «Локальная энергетика: опыт, проблемы, перспективы развития» (г.Якутск,2010 г.).

Реализация результатов работы. Полученные результаты работы нашли практическое применение при разработке, проектировании и изготовлении технологических элементов системы автоматического управления ДЭС на переменной частоте вращения по договору № 05-1/12-АЭ от 01.07.2012 г. с ОАО «Сахаэнерго»; при разработке, проектировании, изготовлении и испытаниях экспериментального образца гибридной системы буферного накопления энергии по госконтракту № 16.516.11.6033 от 21.04.2011 г. с Минобрнауки РФ; при разработке схем контроллера системы управления ветро-дизельной электростанцией по госконтракту №П627 от 18.05.2010 г. с Минобрнауки РФ; при разработке способов управления рабочими режимами автономной дизельной электростанцией по прогнозному графику электрических нагрузок по договору № 7-205/10 от 01.09.10 г. с ОАО «Сахаэнерго»; при выполнении работ по договорам № 7156-159/07 от 29.08.07 г. с ГУ «Кузбасский центр энергосбережения».

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 46 печатных работах, в том числе 4 монографиях, 26 статьях в изданиях из Перечня, рекомендованного ВАК РФ, 7 патентах на изобретения и полезные модели.

Структура и объем работы. Диссертационная работа объемом 340 страниц основного текста, состоит из введения, шести глав, заключения, 4 приложений, списка использованных источников из 180 наименований; содержит 31 таблицу и 132 рисунка.

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ИХ

ЭФФЕКТИВНОСТИ

1.1. Современное состояние систем электроснабжения децентрализованных потребителей

Согласно ГОСТ 19431-84 «Энергетика и электрификация. Термины и определения» под децентрализованным электроснабжением понимается электроснабжение потребителя от источника, не имеющего связи с энергетической системой.

Объекты децентрализованного электроснабжения различаются большим разнообразием по установленной мощности, режимам энергопотребления, требованиям к качеству электроэнергии и т.п., в связи с чем, их достаточно сложно классифицировать. Наибольшее распространение децентрализованные системы электроснабжения получили для обеспечения электрической энергией следующих групп потребителей:

- индивидуальные потребители небольшой мощности от единиц до десятков кВт - коттеджи и загородные дома, метеостанции, вышки сотовой связи, полевые объекты и экспедиции, фермерские хозяйства, пограничные, радарные и навигационные посты и т. д.;

- групповые непромышленные потребители установленной мощностью от десятков до сотен кВт - отдельные крупные жилые здания и микрорайоны, различные объекты социальной сферы, торговые предприятия и учреждения здравоохранения, деревни, сёла, посёлки малоэтажной застройки и т. д.;

- промышленные предприятия с установленной мощностью от сотен до тысяч кВт - главным образом предприятия нефте- и газодобывающей отраслей.

Для энергообеспечения децентрализованных потребителей применяются энергоустановки малой энергетики, общая классификация которых приведена в [65].

Характерной чертой децентрализованного потребителя является резко переменный график электрической нагрузки. В качестве примера, на рисунке 1.1 приведены суточный и годовой графики потребления электрической энергии небольшим автономным поселением [164,166].

160 140

М 120 я' 100

£ 80 и 60

х 40 20 0

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:00 часы

Годовой график

£ 180 и

я и

£ 120

с.

и

я

X

60

" янв. фев. мар апр. май июн июл авг.сен. окт. ноя дек. месяц

Рисунок 1.1- Типичные графики электрических нагрузок небольшого

автономного поселения

Из приведенных графиков хорошо видно, что режим электропотребления автономных объектов изменяется в широких пределах как в течение суток, так и по сезонам года. Для надежного обеспечения потребителя электрической энергией необходим надежный, простой, маневренный, экономичный источник питания, который имеет возможность

Суточный график

А

А А

»А« Г V 1, * \

конструктивного выполнения на широкий диапазон установленных мощностей.

Необходимо отметить, что особенностью большинства децентрализованных регионов России являются слабо развитая инфраструктура и острый недостаток в квалифицированных кадрах, что в значительной степени осложняет, а иногда и исключает возможность полноценного сервисного обслуживания энергетических объектов.

В то же время большинство децентрализованных зон России территориально расположены в районах с суровыми климатическими условиями и от надежности электроснабжения потребителей зависит не только социально-экономическая обстановка в регионах, но и безопасность жизни людей.

Чрезвычайно низкая плотность населения децентрализованных районов, огромные расстояния и отсутствие крупных промышленных центров практически исключают, по крайней мере, в обозримой перспективе, возможность подключения данных регионов к центральным электрическим сетям.

Единственным вариантом улучшения социально-экономической обстановки в удаленных, труднодоступных регионах РФ и обеспечения необходимой энергетической безопасности населения является развитие и совершенствование систем децентрализованного электроснабжения.

Отметим, что кроме объективных сложностей в создании и обслуживании систем децентрализованного электроснабжения, они имеют ряд преимуществ в сравнении с централизованной энергетикой.

В последнее время децентрализованные системы электроснабжения

находят все большее применение не только в районах, где питание

потребителей от энергосистемы невозможно по объективным причинам, но и

на территориях, имеющих развитую инфраструктуру и доступные

возможности для подключения к центральной электрической сети.

Основными причинами такого положения являются с одной стороны,

16

постоянно растущие тарифы на электроэнергию, с другой все большая доступность и эффективность установок малой энергетики.

Децентрализованные системы электроснабжения обладают рядом несомненных достоинств:

- независимость от роста тарифов на электроэнергию;

- энергонезависимость от региональных энергосетей;

- отсутствие платы за подключение и затрат на строительство подводящей сети;

- независимость от масштабных энергетических кризисов. Основным конкурентным преимуществом автономной энергетики

является энергетическая безопасность, в связи с чем, она имеет хорошие перспективы развития, во многом обусловленные стабильным ростом энергопотребления.

По оценке независимых экспертов, ежегодный рост электро- и теплопотребления может составить к 2020 году 50-60% от уровня энергопотребления 2004 года, что потребует новых мощностей не только от централизованных, но и от автономных источников тепло- и электроснабжения.

Постоянное увеличение доли сегмента автономного производства электроэнергии подтверждает известная организация WADE (Мировой союз децентрализованной электроэнергии), по оценкам которой доля электроэнергии, вырабатываемая децентрализованными источниками, в 2012 году увеличилась до 14 %, в сравнении с 7 % от общего объема производимой электроэнергии, достигнутого в 2003 году.

Таким образом, современные системы автономного электроснабжения должны отвечать следующим основным требованиям:

- обеспечивать требуемый уровень надежности электроснабжения потребителей в соответствии с установленной категорией;

- параметры вырабатываемой электроэнергии по качеству должны

отвечать требованиям ГОСТ Р 54149-2010 - «Электрическая энергия.

17

Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» во всех режимах работы системы;

- обеспечивать требуемый уровень электробезопасности для людей;

- обеспечивать электромагнитную совместимость всего входящего в систему оборудования;

- полная автоматизация технологического процесса производства и потребления электроэнергии;

- быть экологически чистыми в эксплуатации;

- обладать технико-экономическими характеристиками, соизмеримыми с установками традиционной энергетики.

Для выполнения данных требований необходимо техническое совершенствование как уже действующих систем децентрализованного электроснабжения, так и разработка новых эффективных энергокомплексов для автономных систем. Их создание должно базироваться на современных достижениях в преобразовательной технике, микроэлектронике и микропроцессорной технике, машиностроении и т.д.

1.2. Технико-экономические показатели систем электроснабжения на базе дизельных электростанций

Основу малой энергетики России составляют дизельные электростанции (ДЭС), которые в наибольшей степени отвечают обозначенным выше требованиям. Широкое применение ДЭС определяется рядом их преимуществ перед другими типами источников энергии [65]:

- относительно высокий КПД, до 0.35-0.4;

- быстрота пуска (единицы-десятки секунд) и высокая маневренность;

- возможность длительной работы без технического обслуживания и полная автоматизация технологического процесса генерирования электроэнергии;

- компактность и простота вспомогательных систем, требующие минимума обслуживающего персонала;

- блочно-модульный принцип исполнения электростанций, обеспечивающий их быстрый ввод в эксплуатацию.

Основу ДЭС составляет дизельный двигатель, имеющий ряд преимуществ по сравнению с другими типами двигателей внутреннего сгорания: меньшая стоимость и расход топлива, больший моторесурс, высокая надежность, менее жесткие требования к качеству топлива, относительно высокая пожаробезопасность [1,33,34,35].

Основные технико-экономические показатели ДГ и ДЭС приведены в таблице 1.1. Номинальные мощности электроагрегатов и электростанций определены из государственных стандартов [23,25].

Таблица 1.1- Технико-экономические показатели электроагрегатов ДЭС

№ Номинальная мощность, кВт Кти Цена комплектной ДЭС, руб. Удельный расход топлива, г/кВт'-ч Ресурс до кап. ремонта, тыс. моточас.

1 8 0.95 136000 271 8.0

2 16 0.95 237500 257 8.0

3 30 0.95 395000 252 8.0

4 60 0.95 540000 227 8.0-30.0

5 100 0.95 610000 205 10.0-30.0

6 200 0.91 930000 189 10.0-30.0

7 315 0.91 1710000 185 10.0-30.0

8 500 0.91 2700000 177 30.0

9 630 0.87 4111397 171 30.0

10 1000 0.87 6117583 164 30.0

11 1600 0.87 12132285 164 30.0

12 2000 0.87 16026784 164 30.0-40.0

13 3150 0.87 35146580 164 30.0-40.0

14 5000 0.87 - - -

Средняя стоимость электроагрегатов ДЭС (по данным 2012 года) установлена по прайс-листам и каталогам производителей и поставщиков дизель-генераторных установок [113,114]. В таблице 1.1 приведена стоимость стационарных, полнокомплектных ДЭС контейнерного

исполнения. Данный вариант исполнения станций требует минимальных затрат на капитальное строительство и обеспечивает быстрый ввод в эксплуатацию. Цена электростанции может варьироваться за счет наличия или отсутствия в комплекте средств автоматики.

Удельный расход топлива электроагрегатов установлен по спецификациям на дизель-генераторные электростанции серии АД, выпускаемых Ярославским моторным заводом, и дизельных двигателей Volvo Penta (Швеция).

Коэффициент технического использования К-щ для дизельных двигателей различных типоразмеров определен по ГОСТ 20439-87 и характеризует долю времени, в течение которого объект находится в работоспособном состоянии, относительно общей (календарной) продолжительности его эксплуатации.

Технико-экономические характеристики современных ДЭС свидетельствуют о том, что они являются достаточно надежными и экономичными источниками электроснабжения потребителей. Электрические схемы ДЭС хорошо проработаны, накоплен большой опыт их эксплуатации, рынок электротехнического оборудования предлагает большую номенклатуру серийных станций различных типоразмеров от разных производителей.

Однако, наряду с очевидными достоинствами, у технологий производства электроэнергии, построенных на базе двигателей внутреннего сгорания, имеются и серьезные недостатки. Наиболее значимой проблемой таких энергоустановок является относительно низкая энергетическая эффективность, обусловленная большим расходом углеводородного топлива. Для большинства регионов России эта проблема усугубляется еще и тем, что в структуре затрат на топливо весьма значительную часть составляют затраты на его доставку. Устойчивая мировая тенденция постоянного повышения цен на ископаемое топливо и стремительное сокращение его

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Обухов, Сергей Геннадьевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Автомобильные двигатели / В.М.Архангельский, М.М.Вихерт, А.Н.Воинов и

др. / Под ред. М.С.Ховаха. - М.: Машиностроение, 1997. - 591 с.

2. Байков Б.П. и др. Дизели. Справочник. Изд. 3-е, перераб. и доп. Под общей

редакцией В.А.Ваншейдта, Н.Н.Иванченко, Л.К.Коллерова. - Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1977. - 480 с. с ил.

3. Байков Б.П. и др. Дизели. Справочник. Под редакцией Ваншейдта. Л.

Машиностроение, 1964. - 600 с.

4. Безруких П.П., Стребков Д.С. Возобновляемая энергия: стратегия, ресурсы,

технологии. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2005. -264 с.

5. Бертинов А.И. Авиационные электрические генераторы. - М.: Гос. Из-во

оборонной промышленности, 1959. - 594 с.

6. Бетц А, Геттинген. Ветряные двигатели в свете современных исследований. //

Успехи физических наук, пер. проф. В.Шулейкина. Т.Х, вып. 2, 1930 - 190 с.

7. Будзко И.А. и др. Электроснабжение сельского хозяйства / И.А.Будзко,

Т.Б.Лешинская, В.И.Сукманов. -М.:Колос, 2000. - 536 с.

8. Бычков В.М., Встовский А.Л., Пантелеев В.И., Федий К.С. Низкоскоростной

синхронный генератор и система управления режимами его работы. -«Известия ВУЗов. Электромеханика» №3, 2010. - с. 23-28

9. Вардиашвили А.Б., Ким В.Д., Мурадов М.У. Теплотехнические и

гидравлические расчеты и примеры низкопотенциальных тепловых солнечных установок / Ташкент, Гос. пед. ин-т им. Низами, Г987.

10. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. - Л.: Изд. ЛГУ, 1991. - 343 с.

11. Ветровые электростанции. Компания ОАО «Энергобаланс». [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.energybalance.ru/vetrovie-elektrostantsii.html

12. Ветроэнергетика. Руководство по применению ветроустановок малой и средней мощности. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.intersolar.ru/renewable/wind

13. Виноградов Н.В., Горяинов Ф.А., Сергеев П.С. Проектирование электрических машин / Под общей ред. Сергеева П.С. - Гос. Энергетическое из-во, М.-Л.Б 1950. - 591 с.

14. Виссарионов В.И., Дерюгина C.B., Кривенкова В.А., Малинин Н.К. Расчет ресурсов солнечной энергетики. Под ред. В.И.Виссарионова - М.:Изд-во МЭИ. 1998.- 61 с.

15. Возобновляемая энергия в России. От возможности к реальности. // О ОЭСР/МЭА, 2004. - 120 с.

16. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. - 3-е изд., перераб. - Л.: Энергия, 1978.- 832 с.

17. Воротницкий В.Э., Заслонов C.B., Калинкина М.А. Методы расчета потерь электроэнергии в электрических сетях 0,38 кВ // "Вестник ВНИИЭ-2003", М.-"Издательство НЦ ЭНАС", 2003. - с.73-78

18. Гибридные системы буферного накопления электроэнергии для автономных энергоустановок возобновляемой энергетики [Текст]: отчет о НИР. II этап Моделирование автономного энергетического комплекса с буферными системами накопления электроэнергии (промежуточ.) /Нац. исслед. Томский политехнический университет; рук. Обухов С.Г.; исполн. Плотниколв И.А. [и др.]. - Т., 2011. - 183 е., 4 прил.- ГК №16.516.11.6033

19. Гибридные системы буферного накопления электроэнергии для автономных энергоустановок возобновляемой энергетики [Текст]: отчет о НИР. III этап Экспериментальные исследования экспериментального образца гибридной системы буферного накопления электроэнергии для автономных энергоустановок возобновляемой энергетики (промежуточ.) /Нац. исслед. Томский политехнический университет; рук. Обухов С.Г.; исполн. Плотниколв И.А. [и др.]. - Т., 2012. - 187 е., 6 прил- ГК №16.516.11.6033

20. Горелов В.П. Мероприятия, повышающие бесперебойность электроснабжения и электромагнитную совместимость промышленных и бытовых потребителей / В.П. Горелов и др. // Энерго- и ресурсосбережение - XXI век: Сб. матер. VI-ой междунар. науч.-практ. интернет конф., Орёл, 2008. - С. 70 - 73

21. Горелов В.П., Данилов Г.А., Иванов М.Н. и др. Водный транспорт с комбинированными электроисточниками, - Новосибирск: НГАВТ. - 2012. - 298 с.

22. ГОСТ 10150-88. Двигатели судовые, тепловозные и промышленные. Общие технические условия

23. ГОСТ 13822-82 Электроагрегаты и передвижные электростанции, дизельные. Общие технические условия

24. ГОСТ 20439-87 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Требования к надежности и методы контроля

25. ГОСТ 23377-84 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Общие технические требования

26. ГОСТ 24028-80 Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерения

27. ГОСТ 24585-81. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения

28. ГОСТ 4.409-85 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Номенклатура показателей

29. ГОСТ Р ИСО 8528-10:1993 Часть 10. Измерение воздушного шума методом огибающей поверхности

30. ГОСТ Р ИСО 8528-1-2005 Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Часть 1. Применение, технические характеристики и параметры

31. ГОСТ Р ИСО 8528-9:1993 Часть 9. Измерение и оценка механической вибрации

32. Даффи Д.А., Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М.: Мир, 1977. - 413 с.

33. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей / С.И. Ефимов, H.A. Иващенко, В.И. Ивин и др. / Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 456 с.

34. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбиниро-ванных двигателей / Д.Н. Вырубов, H.A. Иващенко, В.И. Ивин и др. / Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. -372с.

35. Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов по спец. «Строительные дорожные машины и оборудование» /Хачиян A.C., Морозов К.А., Луканин В.Н. и др. / Под ред. Луканина В.Н. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1985, - 311 с.

36. Дизельная электростанция: патент на полезную модель 109801 Рос. Федерация МПК51 F 02 В 63/00 / Б.В.Лукутин, С.Г.Обухов и др.; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - № 2011121488/28; заявл. с 27.05.2011; опубл. : 27.10.2011, Бюл. №30.-8 с.

37. Дизельная электростанция: патент на полезную модель 113885 Рос. Федерация МПК51 Н 02 J 7/34/ Б.В.Лукутин, С.Г.Обухов и др.; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - № 2011132004/07; заявл. с 29.07.2011; опубл. : 27.02.2012, Бюл. №6.-6 с.

38. Жежеленко И.В. и др. Методы вероятностного моделирования в расчетах характеристик электрических нагрузок потребителей / И.В. Жежеленко, Ю.Л.Саенко, В.П.Степанов. -М. : Энергоатомиздат, 1990. - 126 с.

39. Жуковский Н.Е. Полное собрание сочинений, Том VI. Винты, ветряки, вентиляторы, аэродинамическая труба. Под. ред. Проф. А.П.Котельникова и проф. В.П.Ветчинкина, М.-Л.: ОНТИ, 1937.-431 с.

40. Ивашев-Мусатов О.С. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Наука, 1979.-256 с.

41. Интеллектуальные автономные системы электроснабжения на базе гибридных ветро-дизельных установок [Текст]: отчет о НИР. III этап, (промежуточ.) /Нац. исслед. Томский политехнический университет; рук. Лукутин Б.В.; исполн. Обухов С.Г/ [и др.]. - Т., 2011. - 165 с. - ГК №П627

42. Кирпичникова И.М., Матвеенко О.В. Моделирование на ЭВМ динамической составляющей скорости ветра в зависимости от времени //

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 1 (81), 2010,- с.54-59

43. Крамер Г. Математические методы статистики. - М.: Мир, 1975. - 648 с.

44. Кривцов B.C. Неисчерпаемая энергия. Кн. 1. Ветроэнергетика / B.C. Кривцов, A.M. Олейников, А.И. Яковлев. Харьков: Нац. аэрокосм, ун-т (ХАИ); Севастополь: Севастоп. нац. техн. ун-т, 2004.

45. Лукутин Б.В., Климова Г.Н., Обухов С.Г., Шутов Е.А. Парников Н.М. Исследование закономерностей формирования графиков электрических нагрузок децентрализованных потребителей Республики Саха (Якутия) // Электрические станции, 2008. - № 9. - с. 53-58

46. Лукутин Б.В., Климова Г.Н., Обухов С.Г., Шутов Е.А., Парников Н.М.. Формирование энергоэффективных режимов дизельной электростанции инверторного типа // Известия вузов. Электромеханика, 2009, - № 6. - с.80-82

47. Лукутин Б.В., Климова Г.Н., Обухов С.Г., Шутов Е.А., Парников Н.М. Энергетическая эффективность комплекса децентрализованного электроснабжения республики САХА (Якутия) //Известия вузов. Проблемы энергетики, 2008 - т. 1, - № 7-8/1. - с. 122-129.

48. Лукутин Б.В., Климова Г.Н., Обухов С.Г., Шутов Е.А., Парников Н.М. Исследование работы инверторной дизельной электростанции на частичных характеристиках дизеля //Электричество, 2009. -№ 12 -с. 41-44

49. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Шутов Е.А. и др. Перспективные виды возобновляемых энергоисточников в зонах децентрализованного электроснабжения Кузбасса // Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования: Материалы всероссийской научно-технической конференции - Томск, 12-14 мая 2008. - Томск: ТПУ, 2008. - С. 132-133

50. Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Выбор способа регулирования микрогидроэлектростанций с автобалластной нагрузкой // Гидротехническое строительство, 1990, - №7 - с.33-35.

51. Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Динамика микрогидроэлектростанции с автобалластной стабилизацией напряжения // Электротехника, 1989, -№10- с.9-12.

52. Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Микрогидроэлекгростанция .с автобалластной нагрузкой, регулируемой по частоте выходного напряжения // Электромеханика, 1990, -№6. -с. 111-119

53. Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Особенности работы микроГЭС на асинхронный двигатель соизмеримой мощности // Электротехника, 1991, -№7 - с.36-40.

54. Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Регулятор балластной нагрузки автономной микроГЭС // Известия Томского политехнического университета, 2004, -Том 307, №3 -, с.121-126

55. Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Эквивалентная нагрузка генератора микрогидроэлектростанции с автобалластной нагрузкой // Электромеханика, Изв. Вузов, 1988, - №5 - с. 99-104.

56. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Шандарова Е.Б. Автономное электроснабжение от микрогидроэлектростанций. - Томск: STT, 2001 - 120 с.

57. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Озга А.И. Выбор параметров цифрового регулятора частоты автономной микрогидроэлектроснанции // Гидротехническое строительство, 1992, - №9- с.40-43.

58. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Шандарова Е.Б. Способы повышения качества выходного напряжения микрогидроэлектростанции с тиристорным автобалластом // Промышленная энергетика, 2000,- №8 - с.49-52.

59. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Шутов Е.А., Парников Н.М. Оптимизация числа и мощности дизель - генераторов автономной дизельной электростанции // Промышленная энергетика, 2009, -№11. -с.27-32.

60. Лукутин Б.В., Обухов С.Г., Шутов Е.А., Хошнау З.П. Применение накопителей энергии для повышения энергоэффективности ветродизельных электростанций // Электричество. - 2012 - №. 6 - С. 24-28

61. Малозёмов A.A. Повышение эффективности многофункциональных энерготехнологических комплексов совершенствованием двигатель-генераторных установок: автореф. дис. докт. техн. наук: 05.04.02 -Тепловые двигатели/ А.А.Малозёмов. - Челябинск, 2011. - 34 с.

62. Матвеев Л.Т. Основы общей метеорологии. Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 873 с.

63. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. Вторая редакция, исправленная и дополненная. Утв. Минэкономики РФ, Минфином РФ и Госстроем РФ от 21 июня 1999 г. № ВК 477

64. Министерство промышленности и энергетики российской федерации. Приказ от 4 октября 2005 года N 268. «Об организации в Министерстве промышленности и энергетики Российской Федерации работы по утверждению нормативов удельных расходов топлива на отпущенную электрическую и тепловую энергию от тепловых электростанций и котельных». Зарегистрировано в Министерстве юстиции Российской Федерации 28 октября 2005 года, регистрационный №7117

65. Михайлов А., Агафонов А., Сайданов В. Малая энергетика России. Классификация, задачи, применение // Новости электротехники. - 2005. -№5 (35).

66. Надежность электроэнергетических систем. Справочник. Под редакцией М.Н.Розанова, том 2. - М.: Энергоатомиздат, 2000 - 564 с.

67. Нормативы для определения расчетных электрических нагрузок зданий (квартир), коттеджей, микрорайонов (кварталов), застройки и элементов городской распределительной сети. Утверждены Приказом Минтопэнерго России от «29» июня 1999г. № 213

68. Нормы технологического проектирования дизельных электростанций // Утверждены Минэнерго СССР. Протокол №38 от 19 июля 1990 г.

69. Обухов С.Г., Сипайлова Н.Ю., Плотников И.А. , Сипайлов А.Г. Характеристики синхронного генератора, работающего в составе инверторной дизельной электростанции // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2012 - №. 5 - С. 41-45

70. Обухов С.Г. Ветроэнергетические установки малой мощности. Технические характеристики, моделирование, рациональный выбор. -Saarbrucken : LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, 2012 -88 c.

71. Обухов С.Г. Метод моделирования механических характеристик ветротурбин малой мощности // Альтернативная энергетика и экология. -2011 -№. 1-С. 10-15

72. Обухов С.Г., Парников Н.М. Выбор рационального оперативного резерва мощности автономных дизельных электростанций ОАО Сахаэнерго //Известия вузов. Проблемы энергетики, 2010. -№ 3-4/1 -с. 59-63

73. Обухов С.Г., Плотников И.А. Сравнительный анализ схем автономных электростанций, использующих установки возобновляемой энергетики // Промышленная энергетика. - 2012 - №. 7 - С. 46-51

74. Обухов С.Г., Плотников И.А., Маров Д.Ю. Физическая модель электрических нагрузок автономных энергетических систем // Промышленные АСУ и контроллеры. - 2011 - №. 11 - С. 37-40

75. Обухов С.Г., Плотников И.А., Сарсикеев Е.Ж. Буферная система накопления электроэнергии для возобновляемой энергетики // Альтернативная энергетика и экология. - 2012 - №. 9 (113). - С. 137-141

76. Обухов С.Г., Сарсикеев Е.Ж. Математическая модель ветротурбины малой мощности в MATLAB SIMULINK // Альтернативная энергетика и экология : Международный научный журнал. - . - 2012 - №. 2 - С. 42-48 [3093-2012]

77. Обухов С.Г., Сипайлова Н.Ю., Плотников И.А., Сипайлов А.Г. Математическая модель синхронного генератора инверторной дизельной электростанции // Известия вузов. Проблемы энергетики. - 2012 - №. 9-10 -С. 112-120

78. Обухов С.Г., Сурков М.А., Хошнау З.П. Методика выбора ветроэнергетических установок малой мощности // ЭЛЕКТРО, 2011, №2, с.25-30.

79. Обухов С.Г., Хошнау З.П. Прогнозирование режимов потребления электрической энергии автономными энергетическими системами // Электрические станции. - 2012 - №. 11 - С. 43-47

80. ООО «Ветро Свет» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vetrosvet.spb.ru.

81. ООО «Сапсан-Энергия» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.sev.ru.

82. Отчет о НИР № 10-10-07 (7-196/07). Оптимизация структуры и режимов децентрализованных энергетических комплексов Республики Саха (Якутия). I этап, Анализ структуры и режимов децентрализованных энергетических комплексов Республики Саха (Якутия), 2007, - 96 с.

83. Отчет о НИР № 10-10-07 (7-196/07). Оптимизация структуры и режимов децентрализованных энергетических комплексов Республики Саха (Якутия). II этап, Разработка структуры гибридных энергетических комплексов децентрализованных зон Республики Саха (Якутия), 2008, - 92 с.

84. Отчет о НИР № 10-10-07 (7-196/07). Оптимизация структуры и режимов децентрализованных энергетических комплексов Республики Саха (Якутия). III этап, Моделирование режимов энергетических комплексов децентрализованных зон Якутии и их оптимизация, 2008, - 86 с.

85. Отчет о НИР №1/6-2009 «Разработка программ повышения эффективности энергоснабжения изолированных потребителей за счет внедрения ветро-дизельных комплексов для Республики Саха (Якутия) и Ямало-Ненецкого автономного округа». Этап №1, промежуточный. - Москва, 2009, - 278 с.

86. Официальный сайт «Группы компаний Азимут», [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.gc-azimut.ru/bearford_ad_50.

87. Официальный сайт Администрации Каргасокского района Томской области, [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http ://www.kargasok.ru/newusp.html

88. Официальный сайт муниципального образования «Асиновский район» Томской области, [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://asino.ru/baturino.html

89. Правила технической эксплуатации дизельных электростанций (ПТЭД) // Утверждены 09.02.1993 г.

90. Разработка методов и средств повышения энергетической эффективности комплексов децентрализованного электроснабжения республики Саха (Якутия) [Текст]: отчет о НИР. I этап Исследования рабочих режимов ДЭС с переменной частотой вращения и оценка их энергетической эффективности (промежуточ.) /Нац. исслед. Томский политехнический университет; рук. Лукутин Б.В.; исполн. Обухов С.Г. [и др.]. - Т., 2012. -108 с. -х/д № 05-1/12-АЭ

91. РД 34.20.178 Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства./ Методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38-110 кВ сельскохозяйственного назначения. - М.: Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «'Сельэнергопроект»', 1985.

92. РД 52.04.275-89 Методические указания. Проведение изыскательских работ по оценке ветроэнергетических ресурсов для обоснования схем размещения и проектирования ветроэнергетических установок. Зарегистрирован ЦКБ ГМП за № РД 52.04.275-89 от 16.08.90 г.

93. Рекомендации по определению климатических характеристик гелиоэнергетических ресурсов на территории СССР. -Л.:Гидрометеоиздат. 1987. - 31 с.

94. Российский метеорологический сайт «Расписание погоды», [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rp5.ru

95. Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра. /Центр, науч.-исслед. ин-т строит. конструкций им. В.А.Кучеренко. М.:Стройиздат, 1978. - 216 с.

96. Румшинский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: Наука, 1971.- 192 с.

97. Сайт «Погода России. Архив погоды». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://meteo.infospace.ru.

98. Сайт компании «ЛМВ Ветроэнергетика». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ovis.khv.ru.

99. Сайт компании Analog Devices. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:Ьйр ://www. analog, сот/

100. Сайт компании Atmel. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.atmel.com.

101. Сайт компании Eoltec [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.weole-energy.com/

102. Сайт компании Future Technology Devices International Limited. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ftdichip.com.

103. Сайт компании HOMER Energy LLC [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://homerenergy.com/

104. Сайт компании Honeywell. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http ://www.honeywell.com/

105. Сайт компании IXYS. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http ://www. ixy s. com

106. Сайт компании Kipor. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.kipor.com.

107. Сайт компании Minebea Electronics Со. [Электронный ресурс]. - Ре-жим доступа: http://www.minebea.co.jp/english

108. Сайт компании Mitsubishi Electric. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mitsubishielectic.com

109. Сайт компании Semikron. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.semikron.com

110. Сайт компании АльтЭнергия РФ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http ://www. alternenergy.ru/index.php.

111. Сайт компании Мицуко LTD. [Электронный ресурс]. - Режим доступа :http://mitsuko-ltd.kazprom.net.

112. Сайт компании ООО «ГРЦ - Вертикаль/ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.src-vertical.com/

113. Сайт компании ООО «Промышленные силовые машины». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.powerunit.ru

114. Сайт компании ООО «Энерго-Статус». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://energo-status.ru

115. Сайт ОАО «Сахаэнерго». Годовой отчет за 2009 год. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://sakhaenergo.ru/

116. Сайт программы RETScreen [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.retscreen.net/

117. Самойлов Д.В. Расчет величины поступления теплоты от солнечной радиации на поверхность земли: Методические указания /Под ред. Ю.В.Пешти. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2006. - 18 с.

118. Сивков С.И. Методы расчета характеристик солнечной радиации. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. -232 с.

119. Сипайлов Г.А., Лоос A.B. Математическое моделирование электромашин. Учебное пособие. М.: «Высшая школа», 1980 г. - 176 с.

120. СНиП 2.07.01-89 Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений

121. Солнечная энергетика: Учебное пособие для вузов / В.И.Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин: Под ред. В.И.Виссарионова. -М.: Изд.дом МЭИ, 2008. -318 с.

122. Справочник по климату СССР, ч.З. Л.: Гидрометеоиздат, 1966-1969 гг.

123. Справочник по проектированию электрических сетей. Под редакцией Д.Л.Файбисовича. - М.:Изд-во НЦ ЭНАС, 2005 - 320 с. ил.

124. Турулов В.А. Расчетная модель нестационарного теплового режима помещений при воздействии солнечной радиации. //Гелиотехника. 1985. -№5. - С.61-67.

125. Фатеев Е.М. Ветродвигатели и ветроустановки. М.: Сельхозгиз, 1948 - 544 с.

126. Физические величины. /А.П. Бабичев, H.A. Бабушкина, A.M. Братковский и др. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1231с.

127. Хватов О.С., Дарьенков А.Б., Тарасов И.М. Дизель-генераторная электростанция с переменной частотой вращения вала // Вестник ИГЭУ, 2010, вып. 2.

128. Хватов О.С., Дарьенков А.Б., Тарпанов И.А., Пшеничников В.В. Имитационная модель дизель-генераторной электростанции переменной скорости вращения с интеллектуальной системой управления // Труды Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева, 2012, №1 (86), с.185-192.

129. Шароглазов Б. А., Фарафонтов М. Ф., Клементьев В. В. Двигатели внутреннего сгорания: теория, моделирование и расчёт процессов: Учебник по курсу «Теория рабочих процессов и моделирование процессов в двигателях внутреннего сгорания». - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2004. -344 с.

130. Шидловский А.К. и др. Расчеты электрических нагрузок систем электроснабжения промышленных предприятий / А.К.Шидловский, Г.Я.Вагин, Э.Г.Куренный. -М.: Энергоатомиздат, 1992. -224 с.

131. Электронный каталог малых ветротурбин. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.allsmallwindturbines.com/

132. Электроэнергетическая система на возобновляемых источниках энергии: патент на изобретение 2476970 Рос. Федерация МПК51 H02J 3/32 / Б.В.Лукутин, С.Г.Обухов и др.; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский Томский политехнический университет. -№2011150333/07; заявл. с 09.12.2011; опубл. : 27.02.2013, Бюл. № 6. -8с.

133. Angrist S. W. Direct Energy Conversion, Allyn and Bacon, Inc., 4th edition, 1982, pp. 177-227.

134. AWS TrueWind - карты ветров мира. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.awstruepower.com/wind-maps.cfm

135. Boukhezzar В., Siguerdidjane Н. Nonlinear control of variable speed wind turbines without wind speed measurement. Proceedings of the 44th IEEE Conference on Decision and Control, and the European Control Conference 2005 Seville, Spain, December 12-15, 2005. TuIB21.4, P. 3456-3461

136. Bunlung Neammanee, Somporn Sirisumrannukul, Somchai Chatratana. Development of a Wind Turbine Simulator for Wind Generator Testing // International Energy Journal (2007), Volume: 8, Pages: 21-28

137. Burton T, Sharpe D, Jenkins N, Bossanyi E (2001) Wind energy handbook. John Wiley & Sons, New-York

138. Chen Y.K., Wu Y.C., Song C.C., Chen Y.S. Design and Implementation of Energy Management System With Fuzzy Control for DC Microgrid Systems // IEEE Transactions on Power Electronics, 2013, vol. 28, №. 4, p. 1563 - 1570.

139. Chlodnicki Z., Koczara W., Al-Khayat N. Hibrid UPS Based on Superca-pacitor Energy Storage and Adjustable Speed Generator // Journal Electric-al Power Quality and Utilisation, 2008, Vol. XIV, No.l, pp. 13-24.

140. Drouilhet S. Wind-Diesel Hybrid System Options for Alaska// National Renewable Energy Laboratory. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.nrel.gov/

141. Drouilhet S., Shirazi M. Wales, Alaska High-Penetration Wind-Diesel Hybrid Power System: Theory of Operation. - 2002, NREL Report No. TP-500-31755.-77 p.

142. Erich Hau. Wind Turbines: Fundamentals, Technologies, Application, Economics. 2nd edition // Springer - Verlag Berlin Heidelberg. 2006, - 783 Pag-

143. Fay, Ginny, Katherine Keith, and Tobias Schworer, Alaska Isolated WindDiesel Systems: Performance and Economic Analysis, prepared for Alaska Energy Authority and Denali Commission, June 2010, 101 pp.

144. Francis GYULAI, Mathematical models for dynamic study of wind turbines, The 6th International Conference on Hydraulic Machinery and Hydrodynamics Timisoara, Romania, October 21 - 22, 2004

145. Gevorgian, V.; Touryan, K.; Bezrukikh, P.; Bezrukikh, P. Jr.; Karghiev, V. (1999). Wind-Diesel Hybrid Systems for Russia's Northern Territories. 12 pp.; NREL Report No. CP-500-27114.

146. Gijs A.M. van Kuik, The Lanchester-Betz-Joukowsky Limit, Wind Energ. 2007; 10:289-291

147. Grzesiak L.M., Sobolewski J. Energy flow control system based on neural compensator in the feedback path for autonomous energy source // Bulletin of the Polish Academy of Sciences, 2006, Vol. 54, No. 3, pp.335-340.

148. Gyulai F. Mathematical models for dynamic study of wind turbines. Proceedings of the 6th International Conference on Hydraulic Machinery and Hydrodynamics Timisoara, Romania, October 21-22, 2004, P. 287-290

149. Hartwanger, D., Horvat, A., 3D Modelling of A Wind Turbine Using CFD, NAFEMS UK Conference 2008 "Engineering Simulation: Effective Use and Best Practice", Cheltenham, UK, June 10-11, 2008, Proceedings.

150. Hashimoto Т., Kubo M., Kawazoe H., Yagi K. Demonstrative Research on Hybrid Control System of Wind, Photovoltaic and Diesel Power Generation in Myanmar // International Conference on Power Engineering, 2007, October, China, Hangzhou.-P. 1238-1242.

151. IEC 61400-1: 2005 Wind Turbines - Part 1: Design requirements.

152. Kazmierkowski M.P., Krishnan R., Blaabjerg F. Control in Power Electronics. Selected Problems. - Elsevier Science (USA), 2002. -518p.

153.Koczara W. Variable-Adjustable Speed Electricity Generation as Emerging Technology of Power Systems and Application to RES // Ecologic Vehicles and Renewable Energies International Conference EVER, Monaco, 26-29 March, 2009 [Электронный ресурс] . - Режим доступа: http://cmrt.centrale-marseille.fr/cpi/ever09/documents/papers/ps/EVER09-paper-plenaryl.pdf

154. Koczara W., Iwanski G., Chlodnicki Z. Adjustable Speed Generation System For Wind Turbine Power Quality Improvement // 8 EEEIC Int. Conf. on Environment and Electrical Engineering, 2009, Poland, Karpacz, 10-13 May. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://eeeic.eu/proc/papers/104.pdf

155. Krichen L., Francois В., Ouali A. A fuzzy logic supervisor for active and reactive power control of a fixed speed wind energy conversion system // Electric Power Systems Research, 2008, No.78, pp. 418-424

156. Kurka O., Leuchter J. New Generation of Mobile Electrical Power Sources // The International Conference on Electrical Machines (ICEM 2000), Helsinky : ICEM Press, 2000, vol. Ill, pp. 1366-1369.

157. Laxmi A.J., Ram Das G.T., Uma Rao K. Role of PI and Fuzzy Controllers in Unified Power Quality Conditioner // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 2007, April, Vol.2, No.2, pp. 1-10

158. Lee J. -H., Lee S. -H., Sul S. -K. Variable-Speed Engine Generator With Supercapacitor: Isolated Power Generation System and Fuel Efficiency // IEEE Transactions on Industry Applications, 2009, vol. 45, No. 6, pp. 2130 -2135.

159. Leuchter J., Bauer P. Efficiency Investigation of Electrical Generator-Converter Set // IEEJ Transaction on Industry Applications, November 2007, Vol. 127, No. 10, pp. 1064-1069.

160. Leuchter J., Bauer P., Kurka O. Configuration for Mobile Electrical Power Source // The International Conference on Power Electronics, Intelligent Motion

and Power Quality (PCIM EUROPE 2004), Nuremberg: PCIM Press, 2004, vol. l,pp. 916-919.

161.Leuchter J., Rerucha V., Krupka Z., Bauer P. Dynamic Behavior of Mobile Generator Set with Variable Speed and Diesel Engine // The 38th Annual IEEE Power Electronics Specialist Conference (PESC 2007), Orlando : PESC Press, 2007, pp. 2287-2293.

162. Lin C.-T, Lee G. C. S. Neural-network-based fuzzy logic control and decision system; IEEE Transaction on Computers, December 1991, vol.40, nr 12, 13201336

163. Manwell J.F., McGowan J.G., Rogers A., Blanco G., Dua M. Potential for Wind Energy Development on New England Islands // Final report. Renewable Energy Research Laboratory, Center for Energy Efficiency and Renewable Energy, Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Massachusetts at Amherst. - 2003, - 94 p. [Электронный ресурс] - Режим дocтyпa:http://monheganpower.com/windpower/NewEnglandIslandsReport.pdf

164. Manwell J.F., McGowan J.G, Rogers A.L.. Wind Energy Explained: Theory, Design and Application // Publisher. John Wiley & Sons, Ltd. 2002, - 590 pag. ISBN: 0-471-49972-2

165. Mohammad M., Hossein M. K., Hasan R. Static and dynamic wind turbine simulator using a converter controlled dc motor // Renewable Energy 33, 2008, pp.906-913.

166. Nayar C. Remote Area Micro-Grid System using Diesel Driven Doubly Fed Induction Generators, Photovoltaics and Wind Generators // IEEE International Conference On Sustainable Energy Technologies (ICSET), Singapore, 24-27 Nov., 2008, pp.1212-1217.

167. Neammanee В., Sirisumrannukul S., Chatratana S. Development of a Wind Turbine Simulator for Wind Generator Testing // International Energy Journal 8 (2007), P. 21-28.

168. Onar O.C., Uzunoglu M., Alam M.S. Dynamic modeling, design and simulation of a wind/fuel cell/ultra-capacitor-based hybrid power generation system // Journal of Power Sources, 2006, No. 161, pp.707-722.

169. Phang C.H., Chan D.S.H., Philips R. Accurate analytical method for the extraction of solar cell model parameters // Electronics Letters, vol.20, no. 10, 1984, pp.406-408

170. Premrudeepreechacharn S., Poapornsawan T. Fuzzy logic control of predictive current control for grid-connected single phase inverter // Twenty-Eighth IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2000, pp. 1715-1718.

171. Rajarajeswari N., Thanushkodi K. A Bi-Directional DC-DC Converter with Adaptive Fuzzy Logic Controller // ICGST-ACSE Journal, 2008, December, Vol.2 No.II, pp. 1-6.

172. Rameshkumar A., Arumugam S. Design and Simulation of Fuzzy Controlled Quasi Resonant Buck Converter // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 2009, July, Vol.4, No.5, pp.91-100.

173. Ruiz A.G., Molinas M. Electrical Conversion System for Offshore Wind Turbines Based on High Frequency AC Link // Ecologic Vehicles and Renewable Energies International Conference EVER, Monaco, 26-29 March, 2009

174. Sathyajith Mathew. Wind Energy: Fundamentals, Resource Analysis and Economics // Springer. 2006, - 246 pag. ISBN: 3540309055

175. Sopian K., Zaharim A., Ali Y., Nopian Z.M., Razak J., Muhammad N.S. Optimal Operational Strategy for Hybrid Renewable Energy System Using Genetic Algorithms // WSEAS Transactions on Mathematics, 2008, March, No.21, pp.130-140.

176. Tolbert L.M., Peterson W.A., Scudiere M.B., White C.P., Theiss T.J., Andriulli J.B., Ayers C.W., Farquharson G., Ott G.W., Seiber L.E. Electronic Power Conversion System for an Advanced Mobile Generator Set // IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Chicago, Illinois, September 30 - October 4, 2001.-P. 1763-1768.

177. Tolbert L.M., Peterson W.A., White C.P., Theiss T.J., Scudiere M.B. A BiDirectional DC-DC Converter with Minimum Energy Storage Elements // IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Pittsburgh, 13-17 October, 2002 [Электронный ресурс] . - Режим доступа: http://power.eecs.utk.edu/pubs/ias2002_bidi.pdf.

178. Van Der Hoven, I. (1957): Power spectrum of horizontal wind speed in the frequency range from 0.0007 to 900 cycles per hour, J. Meteor., 14, 160-164

179. Wasynczuk O. Dynamic behavior of a class of photovoltaic power systems // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-102, no.9, 1983. -P. 3031-3037

180. WindData - карты ветров мира. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.winddata.com/