Стабилизатор напряжения и частоты тока повышающий эксплуатационные характеристики ветроэлектрических установок агропромышленного комплекса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, кандидат технических наук Сулейманов, Руслан Ахмадеевич

• Сулейманов, Руслан Ахмадеевич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сулейманов, Руслан Ахмадеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 ПЕРСПЕКТИВЫ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ, СПОСОБЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Перспективы автономных систем электроснабжения на возобновляемых источниках энергии в сельском хозяйстве

1.2 Обоснование целесообразности развития ветроэнергетики

в Краснодарском крае

1.3 Основные требования к ветроэлектрическим установкам

1.4 Анализ современных способов стабилизации параметров электроэнергии ветроэлектрических установок

1.5 Задачи исследований и выводы по первой главе

2 ОСОБЕНОСТИ РАБОТЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕПОСРЕДСТВЕННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

2.1 Преимущества непосредственных преобразователей частоты

2.2 Синтез кривой выходного напряжения

2.3 Искусственная коммутация в НПЧ

2.4 Параметры и характеристики преобразователя

2.5 Выводы по второй главе

3 РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ НА НЕПОСРЕДСТВЕННЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ЧАСТОТЫ

3.1 Обоснование выбора генератора электроэнергии для ветроэлектрической установки

3.2 Разработка структурных схем автономных источников электроэнергии на НПЧ

3.3 Функциональные схемы стабилизатора параметров электроэнергии ВЭУнаНПЧ

3.4 Выводы по третьей главе

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ АВТОНОМНОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА АСИНХРОННОМ ГЕНЕРАТОРЕ

И НЕПОСРЕДСТВЕННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТО ТЫ

4.1 Расчёт основных критериев эффективности

4.2 Разработка и расчёт параметров принципиальной электрической

схемы замещения автономного источника

4.3 Математический аппарат моделирования физических процессов

4.4 Результаты исследования математической модели

4.5 Выводы по четвёртой главе

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И СТРУКТУРНЫЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА

ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ

5.1 Расчёт экономической эффективности ветроэлектрических станций

5.2 Структурные решения автономных систем электроснабжения

на ветроэлектрических установках

5.2.1 Ветрогазопоршневые электростанции

5.2.2 Ветросолнечные электростанции

5.2.3 Комбинированные электростанции

5.3 Синтез оптимальной структуры автономной системы

электроснабжения

5.4 Выводы по пятой главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АБ - аккумуляторные батареи;

АГ - асинхронный генератор;

АИЭ - автономный источник электроэнергии;

АПК - агропромышленный комплекс;

АСЭ - автономная система электроснабжения;

БГЭ - бесконтактный генератор электроэнергии;

ВИЭ - возобновляемые источники энергии;

ВЭС - ветроэнергетическая станция;

ВЭУ - ветроэлектрическая установка;

ДЭС - дизель-электрическая станция;

КПД - коэффициент полезного действия;

МГП - массогабаритные показатели;

НПЧ - непосредственный преобразователь частоты;

НПЧЕ - НПЧ с естественной коммутацией;

НПЧР - НПЧ с регулируемым углом сдвига фаз;

СБЭ - системы бесперебойного электропитания;

СГПМ - синхронный генератор с постоянными магнитами;

СФЭУ - солнечная фотоэлектрическая установка;

СЭС - система электроснабжения;

ЭТХ - эксплуатационно-технические характеристики.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Стабилизатор напряжения и частоты тока повышающий эксплуатационные характеристики ветроэлектрических установок агропромышленного комплекса»

ВВЕДЕНИЕ

Как известно, электроснабжение сельскохозяйственных потребителей имеет свои особенности, связанные со спецификой сельскохозяйственного производства, рассредоточенного по значительной территории с малыми удельными электрическими нагрузками, которые, к тому же, имеют сезонный характер. Эти обстоятельства определяют специфические требования к построению электроэнергетических систем сельского хозяйства в целом.

В тоже время высокие темпы развития сельскохозяйственного производства в настоящее время, ведут к непрерывному повышению потребления электроэнергии, а также к широкому внедрению автоматических систем управления технологическими процессами и производственными комплексами. Цена нарушений нормальных режимов работы таких систем, связанных с отклонением показателей качества электроэнергии, с внезапными перерывами электроснабжения, из-за аварийных ситуаций чрезвычайно высока.

Актуальным в настоящее время является направление разработки автономных систем электроснабжения (АСЭ) для сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Такие системы повышают надёжность электроснабжения потребителей. Кроме того, применение ВИЭ в качестве основных источников энергии уменьшит сроки их окупаемости, с учётом ежегодного повышения стоимости электроэнергии, получаемой от традиционных источников.

Применяемые в настоящее время стабилизаторы параметров электроэнергии ветроэлектрических установок (ВЭУ) имеют относительно низкие эксплуатационно-технические характеристики (ЭТХ) и, прежде всего из-за механических устройств, обеспечивающих стабилизацию частоты вращения ветро-колеса и соответственно частоты тока, а также из-за относительной сложности системы стабилизации напряжения.

Диссертационная работа посвящена разработке стабилизатора напряжения и частоты тока генератора ВЭУ.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой КубГАУ «Теоретическое обоснование и практическая реализация энергосберегающего оборудования, электротехнологий и систем автономного электро- и теплоснабжения сельскохозяйственных потребителей с использованием ВИЭ» на 2011 -2015 гг. (№ ГР 01.2011.53641).

Научная гипотеза состоит в том, что разработка стабилизатора параметров электроэнергии генератора ВЭУ, обеспечивающего одновременно стабилизацию частоты тока и напряжения позволит улучшить ЭТХ автономного источника электроэнергии и ВЭУ в комплексе.

Цель работы - улучшение эксплуатационно-технических характеристик ВЭУ, за счёт использования бесконтактного асинхронного генератора (АГ) емкостного возбуждения и стабилизатора напряжения и частоты тока, выполненного на непосредственном преобразователе частоты.

Задачи исследования:

1. Раскрыть особенности работы и основные характеристики непосредственных преобразователей частоты.

2. Обосновать выбор автономного источника электроэнергии для ветроэлектрической установки.

3. Разработать функциональные схемы стабилизаторов напряжения и частоты тока на непосредственном преобразователе частоты (НПЧ) с естественной коммутацией (НПЧЕ) и НПЧ с регулируемым углом сдвига фаз (НПЧР).

4. Разработать математический аппарат для оценки эффективности автономных источников электроэнергии систем АГ-НПЧЕ и АГ-НПЧР.

5. Разработать математическую модель автономного источника электроэнергии системы АГ-НГТЧ и провести её исследования.

6. Провести расчёт экономической эффективности ВЭУ и разработать комбинированные структурные схемы автономных систем электроснабжения с их использованием.

Объект исследования - стабилизаторы напряжения и частоты тока бесконтактного асинхронного генератора с емкостным возбуждением, выполненные на НПЧ.

Предмет исследования - критерии эффективности стабилизатора параметров электроэнергии, которыми являются качество напряжения, показатели надежности, массогабаритные показатели, электрические потери и КПД, а также математическая модель автономного источника электроэнергии системы АГ-НПЧЕ,

Методы исследования базируются на использовании теории электрических цепей, основ теории электрических машин, статических стабилизаторов и преобразователей электроэнергии, рядов Фурье, метода Рунге - Купа, применяемого для решения системы дифференциальных и алгебраических уравнений.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций базируется на строго доказанных и корректно используемых выводах фундаментальных и прикладных наук, положения которых нашли применение в работе, а также разработанными автором новых теоретических положений по расчёту критериев эффективности и параметров стабилизатора согласованные с известными теоретическими положениями науки.

Научную новизну работы составляют:

1. Математический аппарат для оценки эффективности автономного источника электроэнергии системы АГ-НПЧ.

2. Методика расчета параметров схемы замещения автономной системы АГ-НПЧ.

3. Математическая модель автономной системы АГ-НПЧ.

Практическую значимость работы составляют:

1. Функциональные схемы стабилизаторов напряжения и частоты тока АГ, выполненные на НПЧЕ и НПЧР.

2. Результаты исследования математической модели автономной системы АГ-НПЧЕ.

3. Рекомендации по проектированию стабилизатора параметров электроэнергии для АГ на НПЧ.

4. Разработанные структурно-схемные решения автономных систем электроснабжения на ВЭУ.

5. Результаты расчёта экономической эффективности ВЭУ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Функциональные схемы стабилизаторов напряжения и частоты тока АГ на НПЧЕ и НПЧР.

2. Математический аппарат для оценки эффективности автономного источника электроэнергии системы АГ-НГГЧ.

3. Методика расчёта параметров схемы замещения автономной системы АГ-НПЧЕ.

4. Математическая модель автономного источника электроэнергии системы АГ-НПЧЕ и результаты её исследований.

5. Результаты расчёта экономической эффективности ВЭУ.

Реализация результатов работы:

1. Математический аппарат для оценки эффективности автономных источников электроэнергии ВЭУ передан в ООО «Энергосетевая компания» г. Краснодар (приложение А).

2. Результаты научных исследований применяются в учебном процессе на кафедре «Электротехники, теплотехники' и возобновляемых источников энергии» в Кубанском ГАУ (г. Краснодар) при изучении дисциплины «Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии» (приложение Б).

Личный вклад автора заключается в формулировке общей идеи и цели работы, предложении нового структурно-схемного решения стабилизатора напряжения и частоты тока АГ ВЭУ, в разработке методики расчёта критериев эффективности автономного источника электроэнергии, методики расчёта параметров принципиальной схемы замещения и математической модели системы АГ-НПЧ.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на четырех научных и научно-практических конференциях, в том числе: на VII Всероссийской школе с международным участием в Московском ГУ (г. Москва, 2010 г.); на II международной НПК «Актуальные проблемы энергетики АПК» в Саратовском ГАУ (г. Саратов, 2011 г.); на VI Российской НПК «Физико-технические проблемы создания новых технологий в АПК» в Ставропольском ГАУ (г. Ставрополь, 2011 г.); на V международной НПК «Энергосберегающие технологии и проблемы их эффективного использования» в Волгоградской ГСХА (г. Волгоград, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано: 10 научных работ, включая монографию и 5 статьей в изданиях, рекомендованных ВАК. Общий объём публикаций составляет 19 п. л., из которых 5,8 п. л. принадлежит лично автору.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованных источников, включающего 118 наименований и приложения. Общий объем диссертации 134 страницы машинописного текста, включая 43 рисунка.

1 ПЕРСПЕКТИВЫ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ, СПОСОБЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Перспективы автономных систем электроснабжения на возобновляемых источниках энергии в сельском хозяйстве

В агропромышленном комплексе (АПК) интенсивно развиваются компьютерные системы связи и обработки информации, автоматические системы управления технологическими процессами и производственными комплексами. Цена нарушений нормальных режимов работы перечисленных потребителей электроэнергии, связанных с отклонением показателей качества электроэнергии, с внезапными перерывами электроснабжения, из-за аварийных си туаций чрезвычайно высока [21, 40, 49].

По мере повышения уровня индустриализации производства сельскохозяйственной продукции, ущерб от перерывов в электроснабжении и снижения качества электроэнергии неуклонно возрастает. Особенно это проявляется при электроснабжении потребителей первой категории. Перерывы в электроснабжении потребителей первой категории крупных производственных комплексов, снижение качества напряжения и связанные с ними нарушения технологии содержания животных оказывают влияние на их продуктивность (уменьшается яйценоскость кур, снижаются удои коров, среднесуточные привесы свиней и крупного рогатого скота). Уровень ущерба в значительной степени зависит от вида предприятия, его размеров и может превышать миллионы рублей [46, 54].

Кроме того, электроснабжение сельскохозяйственных потребителей имеет свои особенности. На эти особенности оказывают влияние специфика сельскохозяйственного производства, рассредоточенного по значительной территории с малыми удельными электрическими нагрузками, которые, к тому же,

имеют сезонный характер. Эти обстоятельства определяют специфические требования к построению электроэнергетических систем сельского хозяйства в целом.

Таким образом, важным является вопрос внедрения в сельскохозяйственное производство систем бесперебойного электроснабжения (СБЭ), содержащих автономные (резервные) источники электроэнергии. Здесь перспективным является направление применения возобновляемых источников энергии (ВИЭ), которые могут выполнять функции как резервных и даже основных источников электроэнергии [48]. Это обусловлено ниже перечисленными основными недостатками традиционной и достоинствами возобновляемой энергетики.

Недостатки традиционной энергетики [63, 66]:

- ограниченный ресурс и постоянный рост стоимости (10 -12% в год);

- глобальное влияние на изменение климата;

- загрязнение окружающей среды;

- потенциальная угроза аварий, и, прежде всего на атомных электростанциях, с выбросом радиоактивных веществ;

- изменение ландшафта и структуры земной коры вследствие добычи газа, нефти и угля.

Достоинства возобновляемой энергетики:

- повсеместная распространенность большинства видов на Земле;

- неограниченность ресурсов (потенциала);

- доступность для использования;

- энергия, получаемая от возобновляемых источников, бесплатная;

- отсутствие потребности в воде (солнечные и ветроэлектростанции);

- отсутствие вредных выбросов (экологическая чистота);

- при их использовании сохраняется тепловой баланс на Земле;

- возможность использования земель, не приспособленных для хозяйственных целей.

Таким образом, актуальным является вопрос разработки автономных систем электроснабжения (АСЭ) для сельскохозяйственных потребителей, выполненных на базе ВИЭ.

АСЭ обеспечивают бесперебойное электроснабжение ответственных потребителей и представляют собой комплекс электротехнических устройств, взаимодействующих между собой в сложном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической энергии с заданными приоритетом нагрузок. Как правило, система электроснабжения (СЭС) объектов АПК содержат внешние два ввода, а АСЭ выполняют функции резервных источников электроэнергии [21, 23, 40].

В сельскохозяйственном производстве находят широкое применение АСЭ средней мощности (от 10 до 200 кВт) [40]. Эксплуатируемые в насюящее время АСЭ, в качестве резервных источников содержат дизельные электростанции (ДЭС).

На рисунке 1.1 приведены зависимости стоимости (капиталовложения) в возобновляемые виды источников электроэнергии и в ДЭС. Если учесть то, что стоимость подключения потребителей электроэнергии к внешней сети, которая зависит от региона России (пунктирная линия на рисунке 1 соответствует 35 тыс. руб, а штрихпунктирная - 65 тыс. руб за 1 кВт), то можно сделать вывод о том, что уже сегодня капиталовложения в ветроэлектрические установки (ВЭУ) и минигидроэлектростанции (МГЭС) ниже чем стоимость подключения потребителей к внешней сети, т.е. перспективы ВИЭ очевидны [60].

Таким образом, для существенного улучшения характеристик АСЭ, применяемых в сельскохозяйственном производстве, необходимы новые принципы и методы их конструирования, заключающиеся не только в совершенствовании отдельных функциональных узлов, блоков и элементов, но и в создании принципиально новой системы в комплексе, выполненной с использованием ВИЭ.

Обстоятельства, влияющие на выбор АСЭ на ВИЭ [3, 27, 31, 481.

1. Объект находиться в местности, где отсутствуют сети. Выбор в пользу АСЭ очевиден и качество энергоснабжения определяется лишь выбором состава системы. Здесь целесообразно применять комбинированные АСЭ, выполненные с использование разных типов ВИЭ. Кроме того, в составе такой системы может использоваться традиционный источник электроэнергии, к примеру, газопоршневая электростанция.

С, тыс. руб

1200 1000

750 500 250

О 5 10 15 20 25 Р. кВт

Рисунок 1.1 - Зависимости стоимости ВИЭ и ДЭС от мощности: СФГ)У солнечная фотоэлектрическая установка; ВЭУ - ветроэлектрическая установка; МГЭС ми-нигидроэлектростанция

2. В случае наличия удаленной подстанции (от 1 км) проведение от неё низковольтной линии электропередач неэффективно, из-за недостаточного напряжения на «конце» линии [21]. Единственный традиционный выход из сложившейся ситуации в настоящее время - дорого стоящее строительство собственной подстанции. Но даже если средства на подстанцию есть, то путь от подготовки пакета документов до включения электроустановки фермерского хозяйства делится на несколько долгих и дорогих этапов:

- выделение мощностей и выдача электроснабжающей организацией технических условий на подключение;

- получение в местной электросети технического задание на подключение электроустановки дома к сети;

- оформление тех задания и согласование его со многими организациями. Подписи представителей Горгаза, Ростелекома, Водоканала и самих Электросетей;

- проектирование электроустановки фермерского хозяйства проектно-строительной организацией, имеющей лицензию;

- согласование проекта с владельцами земли (подстанции), коммуникаций, энергоснабжающей организации и в Госэнергонадзоре;

- выполнение работ по проекту нанятой вами электромонтажной организации, обладающей соответствующими лицензиями и опытом работы. О ней можно поинтересоваться в энергоснабжающей организации;

- проведение испытаний и составление «Акта приёмки» инспектором отделения Госэнергонадзора;

- пломбирование электросчётчиков, подписание Договора о пользовании электроэнергией с Энергосбытом и включение электропитания фермерского хозяйства.

3. В случае наличия электросети мощность подстанции в загородном поселке или в месте, где фермерское хозяйство не бесконечна. Соответственно качество энергоснабжения в пиковые часы снижается. Дополнительные мощности оплачивает желающий их увеличить, т.е. вновь подключаемый абонент. Стоимость отечественного понижающего трансформатора мощностью 160 кВЛ без учета установки, согласований и дополнительного оборудования составляе т 120 — 160 тыс. руб.

4. Если фермерское хозяйство находится вблизи с внешней системой электроснабжения, то практически пропадают стимулы к сохранению энергии и энергоэффективности. Однако можно иметь дорогую систему и не иметь электроэнергии при частых отключениях и авариях в сетях. Потому в этом случае можно выделить хотя бы часть нагрузки (например, осветительная нагрузка) и

обеспечить ее электроэнергией от резервных АБ, которые периодически заряжаются ВЭУ.

В настоящее время существует четыре варианта структурных решений

АСЭ.

1. Система содержит ввод от внешней сети, как основной источник питания, а АИЭ, используются в качестве резервных источников электроэнергии, в том числе в качестве резервных источников могут использоваться ВИЭ.

2. В системе в качестве основного источника электроэнергии используются ВИЭ, а вводы от внешней сети являются резервными источниками.

3. Автономная система, выполненная только на ВИЭ.

4. Автономная (комбинированная) система, выполненная с применением традиционных источников и ВИЭ.

В первом варианте всё очевидно - пропадает внешняя сеть, включаются резервные источники электроэнергии - традиционные или ВИЭ.

Во втором варианте с целью экономии потребления электроэнергии от внешней сети, а также уменьшения сроков окупаемости ВИЭ, при наличии воздушных потоков или солнечной радиации работают ВЭУ или СФЭУ.

Второй вариант предполагает использование ДЭС или газопоршневых электростанций (ГПЭ). Перспективность этого варианта в основном определяется отдалённостью потребителей от внешней сети и климатическими условиями, а также ландшафтом местности.

Перспективность третьего варианта определяется климатическими условиями и ландшафтом местности. Здесь могут применяться, как ВЭУ, ветросол-нечные станции, минигидроэлектростанции или любые другие комбинации электростанций.

Четвёртый вариант предполагает использование как традиционных АИЭ (ДЭС и ГПС), так и ВИЭ (ВЭУ, МГЭС и СФЭУ).

Четвёртый вариант имеет преимущество, при применении ВИЭ, поскольку фиксируется цена получаемой электроэнергии на много лет вперед. Напри-

мер, если установить СФЭУ и ВЭУ, то фактически электроэнергия покупается на 25 или 30 лет вперед по фиксированной цене. Также фиксируется само потребление - ничего лишнего [4, 66].

Многообразие АИЭ в составе АСЭ может значительно уменьшить или практически исключить применение в качестве резервных (аварийных) источников аккумуляторные батареи (АБ), стоимость которых, как правило, составляет от 30% от стоимости автономного источника при соизмеримой мощности. При этом, СЭС с АБ содержат дополнительно зарядные устройства и автономные инверторы, что значительно снижает КПД и показатели надёжности системы [40, 49].

Таким образом, возможны комбинации выше рассмотренных вариан том систем электроснабжения на базе АСЭ. В любом случае, если к потребителям электроэнергии уже проведена внешняя сеть - не нужно отключаться от нее. От внешней сети нужно отключаться в том случае, когда стоимость электроэнергии высокая или высока стоимость её содержания. В общем случае, лучше комбинировать электроснабжение от внешней сети с ВИЭ. Это даёт следующие преимущества:

- независимость от внешней сети (даже в том случае, когда она подключена) даёт преимущества в случаях аварии в сетях, падение напряжения из-за перегрузок, увеличение стоимости обслуживания и ремонта элементов сети;

- АСЭ на ВИЭ можно наращивать до необходимой мощности в силу модульного принципа их построения.

1.2 Обоснование целесообразности развития ветроэнергетики в Краснодарском крае

Потенциал и преимущества ветровой энергетики России раскрыты во многих научных работах [24, 30, 68, 70, 88, 89, 116].

Перспективным регионом для внедрения ветроэлектрических станций (ВЭС) является Краснодарский край. Анализ территориального распределения ветровых ресурсов по Краснодарскому краю показывает, что мощность ветрового потока растет по мере приближения к побережью Черного моря (рисунок 1.2). В прибрежных районах удельная мощность ветра на высоте 100 м составляет до 1100 Вт/м и более, что является перспективным для развития ветроэнергетики [8, 64, 66, 106].

38° 40°

Рисунок 1.2 - Распределение среднегодовой скорости ветра по территории Краснодарского края

Выбор на территории Краснодарского края перспективных пунктов для возможного возведения крупных ВЭС (порт Кавказ - коса Чушка, г. Анапа, г. Темрюк, г. Новороссийск - Геленджик, а также район г. Ейска см. рисунок 1.3) обусловлен тем, что в последние годы в районе этих пунктов рассматривались проекты крупных ВЭС разной мощности. В районе рассмотренных пунктов имеется достаточно развитая электросетевая структура с ЛЭП с напряжением

110 - 220 кВт, а также развитая дорожно-транспортная структура (автомобильная и железнодорожная), способная обеспечить достаточно быструю и недорогую доставку ветроэнергетического оборудования к месту монтажа ВЭС.

По данным Министерства топливно-энергетического комплекса с 2006 по 2012 г.г. потребляемая электрическая энергия в Краснодарском крае превысила 140 Млрд. кВт ч (рисунок 1.3) [65, 97].

Электрогенерирующими предприятиями, расположенными на территории Краснодарского края, вырабатывается примерно 50% электрической энергии от необходимого объёма потребления. Недостающая часть электроэнергии покупается энергосистемой на оптовом рынке электрической энергии.

Таким образом, Краснодарский край относится к энергодефицитным субъектам РФ, энергопотребление которого с годами будет нарастать высокими темпами в связи с ростом производства на территории края.

В соответствие с программами развития, принятых на заседаниях Правительства Краснодарского края, покрытие дополнительной потребности в электрической мощности существующих и перспективных потребителей планируется в основном за счёт теплоэлектростанций и частично ГЭС [66, 971.

Млрд. кВт ч

2006 2007 2008 2009 2010 2011

Рисунок 1.3 - Потребление электрической энергии в Краснодарском крае по годам

Целесообразно рассмотреть тарифы на электрическую энергию для оценки экономических эффективности и перспектив ВИЭ в Краснодарском крае.

В настоящее время городское население с газовыми плитами за 1 кВт ч потребляемой электроэнергии по дневному тарифу оплачивает 3,24 р\>б, а по ночному - 1,80 руб. В домовладениях городского населения с электроплитами и сельского населения стоимость 1 кВт ч составляет 2,26 руб. Здесь нужно отметить, что за последних 5 лет цена за 1 кВт ч электроэнергии выросла более чем в 2 раза [66]. Кроме того, прогнозы говорят о том, что к 2020 г. стоимос ть / кВт ч электроэнергии превысит 10 руб. В то же время стоимость электроэнергии вырабатываемой ВЭУ к 2020 г. уменьшится примерно в 2 раза (рисунок 1.4).

Стоимость, руб

Рисунок 1.4 - Средние значения тарифов на электроэнертию в Краснодарском крае от традиционных источников (1) , с учётом отраслей, и возобновляемых источников: ветроэлектрических установок (2); солнечных электростанций (3). Пунктирной линией показан прогноз

Краснодарский край обладают огромными ресурсами ВИЭ. Эти ресурсы во много раз превышают ресурсные возможности невозобновляемых (ископаемых) источников энергии края. В таблице 1.1 приведён энергетический потенциал (ресурс) ветровой энергетики Краснодарского края.

Таким образом, с учётом нарастающей тенденции потребления электроэнергии (рисунок 1.3), увеличением тарифов на электроэнергию, вырабатываемую традиционными источниками и уменьшением тарифов на электроэнергию, вырабатываемую ВИЭ (рисунок 1.4), а также с учётом сведений о потенциале ветровой энергетики приведённой в таблице 1.1, перспективным является направление разработки и внедрения ВЭС в Краснодарском крае.

Вид энергии Валовый потенциал Технический потенциал Экономический по1енциал

Ветровая 5016 млрд кВт ч 1705 млн т у.т. 116,1 млрд кВт ч 39,5 млн т у.т. 0,58 млрд kBi ч 0,197 млн i у. i.

Исследования, проведенные в ряде стран, показали, что наиболее экономичными сейчас являются ВЭУ мощностью 100 - 300 кВт. Рентабельность ВЭУ средней мощности может быть обеспечена при разработке комбинированных СБЭ, в состав которых будут входить СФЭС или МГЭС, а в качестве резервного источника электроэнергии будут использоваться ДЭС или ГПЭ |2, 65, 66, 76, 108].

1.3 Основные требования к ветроэлектрическим установкам

Как известно, классификация и требования к ВЭУ установлены ГОСТами [32-34].

Одно из основных современных требований к ВЭУ то, что они должны быть автоматизированы. В обязательный объём автоматизации входят:

- ограничение частоты вращения ветроколеса при высоких скоростях вег-

ра;

- автоматическая ориентация ветроколеса по направлению ветра (для bci-роагрегатов с горизонтально-осевым ветродвигателем);

- защита электрических цепей ВЭУ от токов короткого замыкания и перегрузок.

ВЭУ, работающие совместно с другими типами автономных источников электроэнергии, а также входящие в состав ВЭС, работающих на стационарную электрическую сеть, должны иметь следующий минимальный объём дополнительной автоматизации:

- автоматическое включение на параллельную работу при достижении минимальной рабочей скорости ветра при соблюдении ограничений по току включения;

- автоматическое включение и останов ВЭУ при снижении скорости ветра ниже минимальной, выходе из строя токосъёмного устройства или при предельном допустимом закручивании кабеля;

- возможность дистанционного управления ВЭУ мощностью выше 30

кВт;

- автоматическое отключение и останов ВЭУ при скорости ветра выше максимальной рабочей скорости, а также при возникновении недопустимо высокого уровня вибраций основных частей ВА;

- автоматический пуск в работу.

Важными требованиями являются требования к электрическим параметрам. Допустимая перегрузка генератора ВЭУ по току и мощности и время работы при перегрузках должны соответствовать требованиям стандартов или 1ех-нических условий на генератор конкретного типа.

Мощность собственных нужд не должна превышать 10% установленной мощности генераторов ВЭУ. Установившееся отклонение частоты тока и отклонение напряжения при работе на нагрузку в рабочем диапазоне скоростей ветра и изменении нагрузки от холостого хода до расчётной мощности не должна быть более ± 3% и ± 8% соответственно.

Коэффициент несинусоидальности кривой выходного напряжения не должен быть более 5% для ВЭУ трёхфазного тока. При этом, коэффициен т несинусоидальности кривой тока в линии «ВЭС - электрическая сеть» не должен быть более 10%.

Рассмотренные требования должны быть положены в основу проектирования ВЭУ с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками (ЭТХ)

1.4 Анализ современных способов стабилизации нараме1ров электроэнергии ветроэлектрических установок

Одним из основных узлов ВЭУ является автономный источник и стабилизатор параметров электроэнергии, от которых зависят КПД, показатели надёжности, в том числе ресурс работы ВЭУ. Стабилизация частоты тока генерируемого автономным источником электроэнергии (АИЭ) осуществляется в основном за счёт механических редукторов скорости, а для упрощения стабилизации напряжения, в том числе обеспечения параллельной работы ВЭУ, применяются генераторы постоянного тока или генераторы переменного тока с выпрямителями. Кроме того, когда ВЭУ генерирует напряжение постоянного тока, не сложно технически реализуется накопление электроэнергии за счет применения зарядных устройств и аккумуляторных батарей (АБ), являющихся аварийными источниками электроэнергии. Однако в сельскохозяйственном производстве основными потребителями электроэнергии являются потребители переменного тока, поэтому для рассмотренных конструкций ВЭУ обязательными устройствами автономных систем электроснабжения (АСЭ) являются инверторы, преобразующие напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока, что значительно усложняет конструкцию системы и снижас1 КПД и показатели её надёжности [11, 56, 66, 87, 115].

Не постоянство ветрового потока требует в составе ВЭУ применения буферного устройства, в качестве которого обычно используется АБ. Поскольку АБ имеет напряжение кратное 12 В, то генератор ВЭУ должен выполняться на соответствующее напряжение постоянного тока. Для стабилизации генерируемого напряжения и обеспечения оптимального режима заряда АБ в составе системы предусмотрен регулятор напряжения. Получение напряжения переменного тока осуществляется с помощью автономного инвертора, содержащего повышающий трансформатор (рисунок 1.5).

АБ характеризуется возможностью отдавать значительную мощность, однако запасать электроэнергию она способна только на уровне мощности, определяемой величиной зарядного тока. Следовательно, избыток мощности ВЭУ над уровнем потребления нагрузкой и АБ в большинстве случаев не может использоваться полезно. «Лишняя» мощность расходуется на увеличение часто ты вращения ветродвигателя при снижении КПД ВЭУ.

п

Рисунок 1.5 - Структурная схема ВЭУ: ВД - ветродвигатель; Г — генератор переменного тока; В - выпрямитель; АИ - автономный инвертор; ЗУ - зарядное устройство; АБ - аккумуляторные батареи; Н - нагрузка

Несоответствие мощности ветрового потока и мощности потребителей электроэнергии определяется переменным характером графика нагрузок и нестабильностью ветрового потока.

Утилизация электроэнергии ВЭУ, которая не может быть потреблена нагрузками в конкретный момент времени, может производиться автоматически управляемой балластной нагрузкой, подключаемой к генератору электроэнергии параллельно потребителям. В качестве балластных нагрузок используются электронагревательные приборы.

Согласовать зарядную мощность АБ с избытком мощности ВЭУ позволяет регулирование количества АБ, а, следовательно, и ёмкости АБ с помощью соответствующего управляющего устройства, которое подключается между входом АИ и АБ (рисунок 1.5).

В основном балластные нагрузки включаются через полупроводниковый регулятор мощности на выход синхронного или асинхронного генератора па-

раллельно полезной нагрузке ВЭУ. балластная нагрузка является дополнительной к полезной нагрузке ВЭУ.

В зависимости от типа ВЭУ, характера изменения мощности ветровой энергии, закона регулирования балластной мощности РБ, рассмотренная система может решать различные задачи, связанные с генерированием электроэнергии. К примеру, автобалластное регулирование может обеспечить стабилизацию выходного напряжения генератора по величине и частоте в условиях изменяющейся полезной нагрузки Рн или изменяющейся мощности генератора Рг, и мощности ветрового потока.

На рисунке 1.6 приведена структурная схема ВЭУ с автобалластным регулированием, где обозначено: РН - регулятор напряжения; РБ - регулятор балластной нагрузки; БН - балластная нагрузка; БОВ - блок ориентации ветро-колеса; ДТ- датчик температуры.

п

Рисунок 1.6 - Структурная схема ВЭУ с автобалластным регулированием

Основным назначением автобалластной системы в рассмотренной схеме является утилизация максимальной мощности ветроагрегата при любых рабочих параметрах ветра и изменяемой мощности полезной нагрузки от номинальных значений до холостого хода. Дополнительным эффектом применения автобалластной системы является ограничение диапазона частот вращения системы «ветродвигатель-генератор», что снижает требования к её механической прочности и улучшает использование активных частей генератора электроэнергии.

В качестве параметров регулирования мощности балласта целесообразно использовать мощность, потребляемую полезной нагрузкой, и скорость ветра,

определяющую мощность ветроколеса. Формирование и стабилизация напряжения в таких системах осуществляется с помощью выпрямительно-инверторных преобразователей. Такие преобразователи, кроме того, позволяют эффективно использовать резервные источники электроэнергии, которыми являются АБ.

В настоящее время применяются два типа полупроводниковых регуляторов с балластной нагрузкой: регуляторы с набором по мощности балластной нагрузки и фазорегулируемые устройства, регулирующие мощность тепловой нагрузки.

В первого типа регуляторов коммутация полупроводниковых приборов осуществляется естественным образом, однако недостатком таких схем является наличие большого числа управляемых полупроводниковых приборов, что усложняет и естественно понижает показатели надёжности системы регулирования. Полупроводниковые коммутаторы применять в ВЭУ небольшой мощности - до 10 кВт.

Фазорегулируемые автобалласты лишены указанных недостатков, но вносят заметные искажения в форму кривых тока и напряжения генератора.

Стремление улучшить эксплуатационно-технические характеристики (ЭТХ) и точность регулирования автобалластных систем привело к созданию комбинированных схем регулирования, сочетающих принципы дискретного и фазового регулирования [29, 115].

Дальнейшее развитие автобалластных систем в ВЭУ (с ветродвигателями аэродинамического регулирования), связано с контролем теплового режима генератора. Такая система позволяет в максимальной степени использовать габаритную мощность генератора электроэнергии и обеспечить максимально возможную выработку и утилизацию электроэнергии [66].

На рисунке 1.6 пунктиром показаны блок ориентации ветроколеса (БОВ) и датчик температуры (ДТ), которые дополнительно вводятся в структуру системы регулирования ВЭУ. Датчик температуры контролирует нагрев обмоток

статора генератора при сильных порывах ветра. Если температура не достигла предельной величины, с ветроколеса снимается вся мощность, соответствующая ветровому потоку.

Расчёты показали, что для автономной ВЭУ, питающей бытовую нагрузку возможность увеличения выработки энергии при применении автобалласт-пой нагрузки на 30 - 40%. При этом стоимость ВЭУ увеличится не более чем на 10-15% [66].

Основной недостаток рассмотренных структурных схем стабилизации параметров электроэнергии ВЭУ связан с двойным преобразованием электроэнергии (напряжение переменного тока в постоянный ток и далее напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока), а это приводит к значительному снижению КПД и показателей надёжности. Применение генераторов постоянного тока не значительно улучшает ЭТХ системы, поскольку наличие счё-точно-коллекторного узла генераторов постоянного тока также оказывает влияние на ЭТХ энергосистемы.

1.5 Задачи исследований и выводы по первой главе

Одно из направлений позволяющее улучшить ЭТХ ВЭУ связано с упрощением конструкции механического редуктора, отказавшись от автоматической системы стабилизации частоты вращения, а стабилизацию частоты тока генератора ВЭУ осуществлять за счёт преобразователя частоты, а также в качестве АИЭ применить бесконтактную электрическую машину переменного тока [22, 23]. Однако современные преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока, выполненные на современных силовых биполярных транзисторах с изолированным затвором (ЮВТ) имеют высокую стоимость (рисунок 1.7) и сложную систему управления, обеспечивающую стабилизацию частоты тока и выходного напряжения при таких дестабилизирующих факторах, как изменение входного напряжения, несимметричные режимы работы на-

грузки, изменение величины и характера нагрузки. Здесь перспективным направлением является применение непосредственных преобразователей частоты (НПЧ), выполненных с использованием современных силовых тиристоров. Их стоимость в настоящее время значительно ниже стоимости транзисторов с изолированным затвором (рисунок 1.7), кроме того, они имеют не сложные системы управления, обеспечивающие защиту и стабилизацию параметров электроэнергии [6, 55, 69].

Таким образом, с учётом требований к ВЭУ, рассмотренных в п. 1.3, а также устройств и способов стабилизации параметров электроэнергии, рассмотренных в п. 1.4, можно сделать вывод, что современные системы генерирования и преобразования электроэнергии, применяемые в составе ВЭУ имеют относительно низкие ЭТХ, и, прежде всего, показатели надёжности, ресурса непрерывной работы и КПД.

Стоимость, тыс. руб

Рисунок 1.7 - Стоимость преобразователей частоты, выполненных на транзисторах с изолированным затвором (ЮВТ) модели Т-У63, Е-9(0/Р), Е-УС и стоимость НПЧ, выполненных на тиристорах серии (марки) Т, ТБ. ТС, ТЧ

Научная гипотеза состоит в том, что разработка стабилизаторов параметров электроэнергии автономных источников ВЭУ, обеспечивающего одновременно стабилизацию частоты тока и напряжения на непосредственном преобразователе частоты позволит улучшить ЭТХ автономного источника электроэнергии и ВЭУ в комплексе.

Целью диссертационной работы является улучшение эксплуатационно-технических характеристик ВЭУ, за счёт использования бесконтактного асинхронного генератора (АГ) емкостного возбуждения и стабилизатора напряжения и частоты тока, выполненного на непосредственном преобразователе частоты.

Для достижения поставленной цели исследований определены следующие задачи исследований.

1. Раскрыть особенности работы и основные характеристики непосредственных преобразователей частоты.

2. Обосновать выбор автономного источника электроэнергии для ветроэлектрической установки.

3. Разработать функциональные схемы стабилизаторов напряжения и частоты тока на непосредственном преобразователе частоты (НПЧ) с естественной коммутацией (НПЧЕ) и НПЧ с регулируемым углом сдвига фаз (НПЧР).

4. Разработать математический аппарат для оценки эффективности автономных источников электроэнергии систем АГ-НПЧЕ и АГ-НПЧР.

5. Разработать математическую модель автономного источника электроэнергии системы АГ-НПЧ и провести её исследования.

6. Провести расчёт экономической эффективности ВЭУ и разработать комбинированные структурные схемы автономных систем электроснабжения с их использованием.

В первой главе показано, что широкие перспективы раскрываются перед ветровой энергетикой в Краснодарском крае, поскольку на большей территории края средняя годовая скорость ветра превышает 3 м/с, при этом, в крае развита дорожно-транспортная структура (автомобильная и железнодорожная), способная обеспечить достаточно быструю и недорогую доставку ВЭУ. Кроме того, что не маловажно, в крае наблюдается стабильный рост экономического развития, прогнозы показывают, что к 2020 г. потребление электроэнергии увеличиться более чем в 2 раза в сравнении с 2010 г., при этом стоимость 1 кВт ч

электроэнергии от традиционных источников за этот период увеличится более чем в 3 раза [66, 97].

Раскрыты основные требования, предъявляемые к ВЭУ, способы стабилизации параметров электроэнергии и недостатки устрой реализующих эти способы. Сформулирована цель и задачи исследований.

2 ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕПОСРЕДСТВЕННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

2Л Преимущества непосредственных преобразователей частоты

В настоящее время НПЧ применяются в качестве регуляторов частоты вращения электропривода, но применение их в качестве стабилизаторов напряжения и частоты тока еще не нашло своего пути из лабораторий в практику, и различные функциональные возможности, которыми они обладают, еще не используются в промышленном масштабе [12, 14, 50, 62].

Основными причинами сложившейся ситуации являются следующие: во-первых, принципы работы, необычные рабочие характеристики и достоинства НПЧ выяснены сравнительно недавно и не оценены достаточно полно. Во-вторых, только в последнее десятилетие наблюдается значительный прогресс в технологии изготовления силовых полупроводниковых приборов и улучшении соответственно их ЭТХ (время и мощность коммутации, показатели надёжности и КПД). В-третьих, также в последнее время значительно улучшилась элементная база систем управления НПЧ, выполненная с использованием микропроцессорной техники [25, 26, 55.].

НПЧ в сравнении с преобразователями частоты с промежуточным звеном постоянного тока имеет ряд преимуществ [55]:

- высокий КПД (в пределах 0,93 - 0,94) вследствие однократности преобразования электроэнергии;

- лучшие МГП (при мощности 30 — 50 кВА удельная масса составляе т 0,5-0,7 кг/кВА);

- высокая надежность, перегрузочная способность и простота силовой схемы;

- возможность независимого плавного регулирования частоты тока и напряжения при таких дестабилизирующих факторах, как изменение частоты тока на входе преобразователя, изменение величины и характера нагрузки;

- высокое быстродействие и малое время переходных процессов;

- независимо от фазового угла сдвига фаз на выходе преобразователя они могут изменять угол сдвига фаз на входе преобразователя.

- способны пропускать поток энергии в обоих направлениях и обеспечивать стабилизацию параметров электроэнергии при значительных изменениях частоты тока на входе преобразователя (2 : 1).

Как известно, в ВЭУ частота вращения ветроколеса переменная, зависящая от скорости ветра. Стабилизация частоты вращения вала ветроагрегата и частоты тока генератора переменного тока осуществляется с помощью редукторов (муфты), расположенного на валу между ветроколесом и генератором электроэнергии. Такая сложная система имеет много недостатков, одним из которых является необходимость частого и дорогостоящего обслуживания.

Одним из эффективных направлений, позволяющим улучшить ЭТХ ВЭУ является отказ от механических устройств стабилизации частоты вращения вала ветроагрегата, присоединив генераторов непосредственно к валу редуктора, при этом генератор будет генерировать мощность с изменяющейся частотой тока, определяющей скоростью ветроколеса и редуктора соответственно. Эта мощность затем преобразуется НПЧ в постоянную частоту тока. Здесь важно, что для обеспечения требуемого качества выходного напряжения ВЭУ и хороших массогабаритных показателей выходных фильтров преобразователей необходимо, чтобы генератор генерировал ток с частотой в 3-4 раза, превышающий выходную частоту тока. Т.е. если частота тока на выходе fBb|X = 50 Гц, то на входе она должна быть от 150 Гц [55].

В ВЭУ НПЧ может иметь преимущества по одной или нескольким перечисленных ниже причин.

1. Входная частота может быть выбрана независимо от желаемой выходной частоты. Таким образом, конструкция генератора может быть оптимизирована по механической прочности, массогабаритным показателям и по надежности, не будучи привязанной к определенной частоте.

2. Поскольку знак фазового угла на входе преобразователя пе зависи т от знака фазового угла на выходе, генератор «автоматически» получает добавочное возбуждение в виде опережающего тока каждый раз, когда на выходе преобразователя оказываются нагрузки с отстающими токами, например при пуске электродвигателей. Это помогает поддерживать напряжение генератора и, следовательно, выходное напряжение даже в условиях кратковременных перегрузок, что позволяет снизить номинальную мощность возбудителя генератора.

3. Высокое качество синусоидального выходного напряжения может быть обеспечено маломощным фильтром, поскольку искажающие составляющие в выходном напряжении НПЧ имеют высокие частоты.

2.2 Синтез кривой выходного напряжения

Формирование кривых выходного напряжения выполняется системой ветвей со статическими ключами двустороннего действия - составными элементами НПЧ, которые обеспечивают матрицу чередующихся соединений между выводами на входе и на выходе [69].

Каждый ключ двустороннего действия позволяет протекать току в любом направлении во включенном состоянии и запирает напряжение любой полярности в отключенном состоянии. Он может включаться и отключаться в любой желаемый момент времени независимо от мгновенного направления тока или полярности напряжения.

Различные способы синтеза кривых выходного напряжения НПЧ можно рассмотреть на примере трёхфазно-однофазной схемы (рисунок 2.1, а). Принцип действия схемы заключается в поочерёдном включении диагонально-

противоположных пар ключей (А1 с В2, А1 с С2, В1 с А2, В1 с С2), в результате чего каждое из входных линейных напряжений источника питания прикладывается к нагрузке Я, т.е. на выходе преобразователя формируется кривая напряжения, состоящая из участков кривых входного напряжения.

а)

ил ив ис

Заключение диссертации по теме «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве», Сулейманов, Руслан Ахмадеевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Результаты исследований содержащихся в диссертационной работе представляют собой разработку теоретических положений, совокупность которых, позволит создавать стабилизаторы параметров электроэнергии с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками с использованием непосредственных преобразователей частоты для ВЭУ.

Научно-исследовательская работа позволила получить необходимые результаты и сделать следующие выводы:

1. Проведено обоснование выбора генератора электроэнергии для ВЭУ. Предложено в качестве автономного источника использовать бесконтактный АГ с емкостным возбуждением. АГ имеют лучшие регулировочные характеристики и их стоимость в 1,5 - 2,5 раза меньше стоимости СГПМ.

2. Показано, что одним из эффективных способов улучшения ЭТХ ВЭУ является использование в качестве стабилизатора параметров электроэнергии НПЧ, которые в сравнении с преобразователями частоты с промежуточным звеном имеют высокий КПД (0,93 - 0,94), лучшие МГП (при мощности 30 -50 кВА удельная их масса составляет 0,5 -0,7 кг/кВА). Кроме того, НПЧ обладают способностью независимого плавного регулирования частоты тока и напряжения при таких дестабилизирующих факторах, как изменение частоты тока на входе преобразователя, изменение величины и характера нагрузки, а также независимо от фазового угла сдвига фаз на выходе преобразователя они могут изменять угол сдвига фаз на входе преобразователя.

3. Разработаны функциональные схемы стабилизации параметров электроэнергии ВЭУ с использованием НПЧЕ и НПЧР. Раскрыты достоинства и недостатки НПЧЕ и НГТЧР. Основным достоинством НПЧЕ является относительно не сложная силовая схема и система управления, а недостатком - НПЧЕ для АГ является активно-индуктивной нагрузкой, что требует повышенную ёмкость конденсаторов обеспечивающих его возбуждение. Основным достоинством НПЧР является то, преобразователь для АГ является активно-емкостной нагрузкой, что позволяет значительно уменьшить массу конденсаторов, применяемых для возбуждения генератора. Основными недостатками НПЧР являются: сложная силовая часть и система управления.

4. Разработан математический аппарат, позволяющий проводить оценку эффективности автономного источника электроэнергии для ВЭУ системы АГ-НПЧЕ. Результаты расчёта показали, что автономный источник электроэнергии для ВЭУ, выполненный на базе системы АГ - НПЧЕ в сравнении с системой АГ-НПЧР мощностью 40-50 кВт имеет КПД на 4 - 5% выше, наработку до первого отказа на 3000 -3300 ч больше, чем у системы АГ - НПЧР. Автономный источник системы АГ - НПЧЕ незначительно уступает по массе системе АГ - НПЧР.

5. При исследовании качества выходного напряжения НГ1Ч в аварийных режимах работы определено, что при выходе из работы одного полупроводникового прибора силовой схемы значение коэффициента несинусоидальности К'п увеличивается в 1,3 - 1,5 раз в фазе в которой не работает прибор и Ки увеличивается на 10 - 20% в двух других фазах. При выходе из работы двух тиристоров в одном или разных вентильных комплектах приводит к значительному искажению формы кривой выходного напряжения (значение коэффициента несинусоидальности Кн может увеличиться в 4 - 5 раз).

6. Разработана принципиальная электрическая схема замещения системы АГ-НГ1ЧЕ и предложена методика расчёта параметров её элементов.

7. Разработана математическая модель системы АГ-НПЧЕ, позволившая получить динамические кривые токов и напряжений на отдельных элементах принципиальной электрической схемы замещении. Результаты исследований математической модели позволили сделать следующие выводы:

- при любом характере и величине нагрузки, подключенной к выходу НПЧЕ, преобразователь частоты ведет себя по отношению к АГ как активно-индуктивная нагрузка, при этом амплитуда модулирующей функции незначительно влияет на величину угла сдвига фаз. Так при изменении амплитуды модулирующей функции на ±30%, угол сдвига фаз между током и напряжением изменяется на 3.4 эл. град.;

- для снижения влияния выходных фильтров на амплитудные значения токов и напряжений силовых полупроводниковых приборов во время переходных процессов, но с учетом обеспечения требуемого качества выходного напряжения АИЭ, параметры выходного фильтра НПЧЕ соответственно должны быть в пределах Ь*нпче = 8+24, С*ИцЧе = 2+ 4\

- установлено, что характеристики АГ зависят от коэффициен та мощности нагрузки, от угла управления силовыми полупроводниковыми приборами и величины модулирующей функции НПЧ.

8. Разработаны рекомендации по проектированию стабилизатора напряжения и частоты тока системы АГ-НПЧЕ для ВЭУ и проведён расчёт экономической эффективности ВЭУ. Несмотря на то, что капиталовложения в ВЭУ более чем в 5 раз больше, чем в ДЭС, однако через 3 года ВЭУ уже будут приносить прибыль из-за выработки электроэнергии. Рекомендовано ВЭУ использовать в качестве основных источников энергии, а в случае безветрия внешнюю сеть применять как резервный источник энергии.

9. Разработаны структурно-схемные решения автономных систем электроснабжения на ВЭУ (ветрогазопоршневые, ветросолнечные и комбинированные электростанции).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сулейманов, Руслан Ахмадеевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Актуальные проблемы энергетики АПК. Материалы II Международной НПК / Под ред. A.B. Павлова. - Саратов: Издательство «КУБиК. - 2011. -324 с.

2. Амерханов P.A. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии / Р. А. Амерханов. - М.: КолосС. - 2003. - 532 с .

3. Амерханов P.A. Проектирование систем энергообеспечения: Учебник для студентов вузов / Р. А. Амерханов, А. В. Богдан, С. В. Вербицкая, К. А. Гарькавый. Под общ. ред. P.A. Амерханова - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат. - 2010. - 548 с.

4. Амерханов Р. А. Технико-экономическое обоснование ветроэнергетических установок / Р. А. Амерханов, К. А. Гарькавый // Энергосбережение и водоподготовка. - 2001. - № 4. - С. 24-26.

5. Атрощенко В.А. Системы электроснабжения переменного тока с полупроводниковыми преобразователями: Монография / В. А. Атрощенко, Э. Н. Гречко, Ю. Е. Кулешов. - Краснодар.: изд-во «Флер-1». - 1997. - 204 с

6. Атрощенко В.А. Непосредственный преобразователь частоты с улучшенными техническими характеристиками для систем автономного электроснабжения / В.А. Атрощенко, О.В. Григораш // Электротехника. - 1997. - № 11.-С. 24-31.

7. Атрощенко В.А. К вопросу проектирования перспективных систем автономного электроснабжения / В.А. Атрощенко, О.В. Григораш, A.B. Мирошниченко // Промышленная энергетика. - 1997. - № 5. - С. 22-25.

8. Безруких П. П. Состояние, перспективы и проблемы развития возобновляемых источников энергии в России / П. П. Безруких, Д. С. Стребков // Малая энергетика. - М.: ОАО «НИИЭС». - 2005. - № 1-2.

9. Безруких П. П. Состояние и пути развития малой и нетрадиционной энергетики / П. П. Безруких // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1997. - №4.-С. 9-12.

10. Белей В.Ф. Выбор ветроустановок на основе опыта эксплуатации вет-ропарка Калининградской области / В.Ф. Белей // Электрика. - 2003. - № 3.

11. Беловодский С. В. Размещение ветроэнергетических установок малой мощности (до 30 кВт) вблизи застройки / С. В. Беловодский // Вютник Дон ДАБА. - 2001. - № 4 (25). - Т.1. - С. 145-148.

12. Бертинов А.И. Перспективы развития автономных систем генерирования переменного тока стабильной частоты / А.И. Бертинов, С.Р. Мизюрин, В.В. Бочаров и др. // Электричество. - 1988. - № 10. - С. 16-25.

13. Бернас С. Математическое моделирование элементов электроэнергетических систем / С. Бернас, 3. Цек. Пер. с польск. - М.: Энергоатомиздат. - 1982.- 312 с.

14. Бизиков В.А. Управление непосредственными преобразователями частоты / В. А. Бизиков, С. Г. Обухов, Е. Е. Чаплыгин. - М.: Энергоатомиздат. -1985,- 128 с.

15. Богатырёв Н.И. Преобразователи электрической энергии: основы теории, расчёта и проектирования: учебное пособие / П. И. Богатырёв, О. В. Гри-гораш, П. Н. Курзин . - Краснодар: Б/И. - 2002. - 358 с.

16. Богатырёв Н. И. Статорные обмотки асинхронных генераторов / Н. И. Богатырёв // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2004. - № 11.-С. 5-10.

1 7. Богатырёв Н.И. Методика определения электромеханических характеристик асинхронных генераторов / Н.И. Богатырёв, Я. А. Ильченко, А. В. Вронский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № 6. -С. 20-21.

18. Богатырёв Н. И. Энергосберегающие источники с асинхронными генераторами / Н. И. Богатырёв, А. С. Оськина, П. П. Екименко // Промышленная энергетика. - 2006. - № 12. - С. 4-6.

19. Бояр-Созанович С. П. О процессе работы самовозбуждения асинхронного генератора с емкостным возбуждением / С. Г1. Бояр-Созанович, И.П. Волошин // Известия Вузов, Энергетика. - 1985. -№ 11. - С. 17-22.

20. Борисов Р.И. Определение структуры и установленной мощности нетрадиционных источников электроэнергии / Р.И. Борисов, И.Е. Марончук,

B.П. Буриченко // Электричество. - 2002. - № 6. - С. 2 - 5.

21. Будзко И. А. Электроснабжение сельского хозяйства: Учебник для вузов / И. А. Будзко, Т. Б. Лещинская, В. И. Сукманов . - М.: «Колос». - 2000. -536 с.

22. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины: Учеб. пособие для вузов / Д. А. Бут. - М.: Высш. шк. - 1990.-416 с.

23. Бут Д.А. Синтез автономных электроэнергетических систем / Д.А. Бут // Электричество. - 1994, - № 1. - С. 3-12.

24. Бушуев В. В. Об энергетической стратегии России / В. В. Бушуев // Вестник электроэнергетики. -1998, - № 3.

25. Быков Ю.М. Помехи в системах с вентильными преобразователями / Ю. М. Быков, В. С. Василенко. - М.: Энергоатомиздат. - 1986. - 152 с.

26. Быков Ю.М. Непосредственные преобразователи частоты с автономным источником энергии / Ю. М. Быков. - М.: Энергия, -1977. - 144 с.

27. Васильев Ю. С. Экология использования возобновляемых энергоисточников /Ю. С. Васильев, Н. И. Хрисанов. - Л.: Изд-во ЛГУ. -1991. -343 с.

28. Виссарионов В.И. Энергетическое оборудование для использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии / И. В. Виссарионов,

C. В. Белкина, Г. В. Дерюгина и др. Под ред. В.И. Виссарионова. - М.: 2004. -448 с.

29. Ветроэнергетика / Под ред. Д. де Рензо: Пер. с англ. под ред. Я. И. Шефтера. - М.: Энергоатомиздат, - 1982. - 272 с.

30. Влаеенко Е.А. Автономная энергетика сельского хозяйства: состояние и перспективы / Е.А. Влаеенко, P.A. Сулейманов, A.A. Хамула // Ползуновский вестник. -2011. -№ 2/1.-С. 9- 13.

31. Возобновляемые источники электроэнергии: Учебное пособие / Б.В. Лукутин. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. - 2008. -187 с.

32. ГОСТ Р 51237-98. Нетрадиционная энергетика. ВЕТРОЭНЕРГЕ ТИКА. Термины и определения. Дата введения 1999-07-01.

33. ГОСТ Р 51990-2002. Нетрадиционная энергетика. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА. Установки ветроэнергетические. Классификация. Дата введения 200225-12.

34. ГОСТ Р 51991-2002. Нетрадиционная энергетика. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования. Дата введения 2002-25-12.

35. ГОСТ 53362-2009. СИСТЕМЫ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ. Требования и методы испытаний. Дата введения 2009-13-07.

36. ГОСТ Р 54100-2010. Нетрадиционные технологии. ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ. Основные положения. Дата введения 2012-0101.

37. Григораш О.В. Генераторы переменного тока. Состояние и перспектива / О.В. Григораш, О.В. Птицын // Электротехника. - 1994, - № 9. - С. 2-6.

38. Григораш О.В. Современное состояние и перспективы применения асинхронных генераторов в автономной энергетики / О.В. Григораш // Промышленная энергетика. — 1995. — № 3. С. 29-30.

39. Григораш O.B. Перспективный источник электроэнергии па базе торцевых синхронных генераторов с возбуждением от постоянных магнитов / О.В. Григораш, Е.Г. Вайнер // Промышленная энергетика. - 2000. - № 10. - С. 30-33.

40. Григораш О.В. Системы автономного электроснабжения: Монография О.В. Григораш, Н.И. Богатырёв, Н.И. Курзин. - Краснодар: Б/И. - 2001. -333 с.

41. Григораш О.В. Нетрадиционные автономные источники электроэнергии / О.В. Григораш, Ю.И. Стрелков // Промышленная энергетика. - 2001. - № 4. - С. 37-40.

42. Григораш О.В. Асинхронные генераторы в системах автономного электроснабжения / О.В. Григораш // Электротехника. - 2002. - № 1. - С. 30 -35.

43. Григораш О.В. Состояние и перспективы систем гарантированного электроснабжения / О.В. Григораш, М.Н. Педько // Промышленная энергетика. - 2002. - № 7. С. 32-36.

44. Григораш О.В. Математический аппарат для оценки эффективности систем гарантированного электроснабжения: Монография / О. В. Григораш, Н. И. Богатырёв, H. Н. Курзин, Д.А. Казаков. - Краснодар: Б/И. - 2002. - 285 с.

45. Григораш О.В. К вопросу выбора оптимальной структуры систем автономного электроснабжения / О.В. Григораш, Д.В. Мельников, C.B. Мелехов, A.B. Дацко // Промышленная энергетика. - 2002. - № 11. - С. 23-27.

46. Григораш О.В. Гарантированное электроснабжение сельскохозяйственных потребителей / О.В. Григораш // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2003. - № 5. - С. 9-11.

47. Григораш О.В. Структурный синтез систем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей / О.В. Григораш, О.В. Новокрещенов, A.A. Хамула // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2004. - № 11. -С. 31-33.

48. Григораш O.B. Нетрадиционные источники электроэнергии в составе систем гарантированного электроснабжения / О.В. Григораш, Н.И. Богатырев, H.H. Курзин // Промышленная энергетика. - 2004. - № 1. - С. 59-62.

49. Григораш О.В. Модульные системы гарантированного электроснабжения: Монография / О. В. Григораш, С. В. Божко, А. В. Ракло и др. - Краснодар: КВВАУЛ. - 2006. - 306 с.

50. Григораш О.В. Статические преобразователи электроэнергии: Монография / О. В. Григораш, О. В. Новокрещёнов, А. А. Хамула, Р. С. Шхалахов. -Краснодар: КубГАУ. - 2006. - 264 с.

51. Григораш О.В. Способы синтеза оптимальной структуры систем автономного электроснабжения / О.В. Григораш, A.A. Хамула, О.В. Новокреще-нов // Труды КубГАУ. Краснодар. - 2006. - № 1. - С. 272-279.

52. Григораш О.В. Возобновляемые источники электроэнергии: состояние и перспективы / О.В. Григораш, Ю.Г. Пугачев, Д.В. Военцов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - № 8. - С. 24-25.

53. Григораш О.В. Выбор оптимальной структуры систем автономного электроснабжения / О.В. Григораш, С.А. Симоненко, А.Е. Усков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - № 8. - С. 31- 34.

54. Григораш О.В. Автономная энергетика сельского хозяйства: состояние и перспективы / О.В. Григораш, Н.И. Богатырев, Д.В. Военцов // Груды КубГАУ. Краснодар. -2008. -№ 3. - С. 216-220.

55. Григораш О.В. Непосредственные преобразователи частоты: Монография / О. В. Григораш, С. В. Божко, В. А. Нефедовский, Д. А. Столбчатый. - Краснодар: КубГАУ. - 2008. - 148 с.

56. Григораш О.В. Стабилизатор напряжения и частоты ветроэнергетической установки / О.В. Григораш, A.B. Квитко, Ю.М. Петренко // "Груды КубГАУ. Краснодар. - 2010. - № 5. - С.141-144.

57. Григораш O.B. Силовая электроника в автономных системах электроснабжения / О.В. Григораш, P.A. Сулейманов, А.Ю. Попов // Труды КубГАУ. Краснодар. - 2010. - № 6. - С. 170-173.

58. Григораш О.В. К вопросу терминологий и развития возобновляемой энергетики / О.В. Григораш, P.A. Сулейманов, Е.А. Власенко // Материалы V Международной АПК. Энергосберегающие технологии и проблемы их эффективного использования. - Волгоград: ВГСХА. - 2011. - С. 102-105.

59. Григораш О.В. Структурно-параметрический синтез автономных систем электроснабжения / О.В. Григораш, Ю.П. Степура, A.B. Квитко // Ползу-новский вестник, - 2011.- №2/1,- С. 71-75.

60. Григораш О.В. Синтез модульных структур систем бесперебойного электроснабжения / О.В. Григораш, Ю.П. Степура, А.Ю. Попов, A.B. Квитко // Труды КубГАУ. Краснодар. - 2011. - № 4. - С. 238-242.

61. Григораш О.В. К вопросу терминологий и развития возобновляемой энергетики / О.В. Григораш, P.A. Сулейманов, Е.А. Власенко // Труды КубГАУ. Краснодар. - 2011,- №5,- С. 102-105.

62. Григораш О.В. Статические преобразователи и стабилизаторы автономных систем электроснабжения: Монография / О. В. Григораш, Ю. П. Степура, А. Е. Усков. - Краснодар: КубГАУ. - 2011,- 188 с.

63. Григораш О.В. Возобновляемые источники энергии: термины, определения, достоинства и недостатки / О.В. Григораш, Ю.П. Степура, А.Е. Усков, A.B. Квитко // Труды КубГАУ. Краснодар. - 2011. - № 5. - С. 189-192.

64. Григораш О.В. К расчёту экономической эффективности ветроэлектрических установок / О.В. Григораш, P.A. Сулейманов, A.B. Квитко // Груды КубГАУ. Краснодар, - 2011,- № 6. - С. 192-196.

65. Григораш О.В. Автономные источники электроэнергии: состояние и перспективы: Монография / О. В. Григораш, С. В. Божко, А. Ю. Попов и др. -Краснодар: ВУЦ ВВС «Военно-воздушная академия». - 2012. - 174 с.

66. Григораш О.В. Возобновляемые источники электроэнергии: Монография / О. В. Григораш, Ю. П. Степура, Р. А. Сулейманов, Е. А. и др. - Краснодар: КубГАУ. - 2012. - 272 с.

67. Гриценко А. И. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии / А. И. Гриценко. - М.: ВНИИГАЗ. - 1996.

68. Дьяков А. Ф. Ветроэнергетика России. Состояние и перспективы развития / А. Ф. Дьяков, Э. М. Перминов, Ю. Г. Шакарян. - М.: МЭИ. - 1996.

69. Джюджи Л. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты / Л. Джюджи, Б. Пели. Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат. - 1983. - 400 с.

70. Елистратов В.В. Сельская энергетика Кубани / В. В. Елистратов, Б. М. Козенко. - Краснодар. - 1996. - 194 с.

71. Ерёмин Л.М. О роли локальных источников небольшой мощности на рынке электроэнергетики / Л.М. Ерёмин // Энергетик. - 2003. - № 3. - С. 22-24.

72. Жемеров Г.Г. Влияние непосредственных преобразователей частоты на питающую сеть / Г.Г. Жемеров // Электричество. - 1981. - № 1 1. - С. 9-14.

73. Ивакин В.Н. Перспективы применения силовой преобразовательной техники в электроэнергетике / В.Н. Ивакин, В.Д. Ковалев//Электричество.-2001,- №9.-С. 30-37.

74. Калабеков Б.А. Методы автоматизированного расчета электронных схем в технике связи / Б. А. Калабеков, В. Ю. Лапидус, В. М. Малафеев. - М.: Радио и связь. - 1990. - 272 с.

75. Кирилин В.А. Энергетика. Главные проблемы: В вопросах и ответах / В. А. Кирилин. - М.: Знание. - 1990. - 128 с.

76. Кирюшатов А.И. Использование нетрадиционных возобновляющихся источников энергии в сельскохозяйственном производстве / А. И. Кирюшатов. - М.: Агропромиздат. - 1991. - 96 с.

77. Кожарский Г.В. Методы автоматизированного проектирования источников вторичного электропитания / Г. В. Кожарский, В. И. Орехов. - М.: Радио и связь.-1985.- 184 с.

78. Кораблев А.Д. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве / А. Д. Кораблёв. - М.: Агропромиздат. - 1988. - 208 с.

79. Кормановский Л. П. Энергосбережение - первостепенная задача в настоящем столетии / Л. П. Кормановский // Техника в сельском хозяйстве. -1999,-№4.

80. Кошелев А. А. Перспективы использования возобновляемых природных ресурсов в энергетики России / А. А. Кошелев // Перспективы энергетики.

- М.: Московский международный энергетический клуб. Т.6. - 2002. - № 1.

81. Кузнецов М.В. Оптимизация параметров многоагрегатных ветроэлек-тростанций / М. В. Кузнецов, Ю.М. Нестеров // Электрические станции. - 1988.

- № 7. - С. 65-69.

82. Лебедев А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях / А. Н. Лебедев.-М.: Радио и связь,- 1989.-224 с.

83. Лищенко А. И. Исследование рабочих характеристик асинхронных генераторов с емкостным возбуждением / А. И. Лищенко, В.А. Лесник, А. П. Фа-ренюк // Техническая электродинамика. - 1983. - № 3. - С. 3- 12.

84. Магомедов А. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии / А. Магемодов. Махачкала «Юпитер». - 1996. - 245 с.

85. Марченко О. В. Стоимость энергии и оптимальные параметры ветроэнергетических установок / О. В. Марченко, С. В. Соломин // Изв. РАН. Энергетика. - 2000. - № 2. - С. 91-103.

86. Муругов В.П. Расширение сферы использования возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве / В.П. Муругов, А.Б. Пинов. // Техника в сельском хозяйстве. - 1996. - № 2. - С. 17- 18.

87. Мустафаев Р.И. Пуск и управление ветроэлектрической установки с асинхронным генератором, работающим на электрическую сеть / Р.И. Мустафаев // Электротехника. - 1990. - № 5. - С. 17-22.

88. Николаев В. Г. Перспективы использования ветроэнергетических станций в России // Сборник МГУ. - М.: МГУ. - 2008.

89. Николаев В. Г. Потенциал и перспективы развития ВИЭ в России / В. Г. Николаев // Экология и жизнь. - 2009. - № 9 (94).

90. Оборудование возобновляемой и малой энергетики: Справочник - каталог. 2-е изд. / Под ред. П.П. Безруких. М.: Издательский Дом «Энергия». -2005.-244 с.

91. Патент РФ № 2 024 172. МПК Н 02 М 5/22. Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты / Атрощенко В.А., Григораш О.В., Трунов Д.Е. Опубл. 30.11.94. Бюл.№ 22.

92. Патент РФ № 2 269 861. МПК Н 02 5/27, 5/297, Н 02 Р 9/42. Непосредственный преобразователь частоты / Григораш О.В., Богатырев Н.И., Хамула A.A. и др. Опубл. 11.02.2006. Бюл.№ 4.

93. Патент РФ № 2 274 941. МПК Н 02 М 5/458. Трехфазный преобразователь частоты / Григораш О.В., Руденко В.Г., Усков А.Е. и др. Опубл. 20.04.2006. Бюл.№ 11.

94. Патент РФ № 2 337 460. МПК Н 02 М 5/22, Н 02 Р 9/42. Непосредственный трехфазный преобразователь частоты / Григораш О.В., Хамула A.A., Столбчатый Д.В. и др. Опубл. 27.10.2008. Бюл.№ 30.

95. Патент РФ № 2 349 019. МПК Н 02 М 5/27. Трехфазный преобразователь частоты с естественной коммутацией / Григораш О.В., Хамула A.A., Пугачев Ю.Г. и др. Опубл. 27.10.2008. Бюл.№ 30.

96. Патент РФ № 2 443 903. МПК F 03 D9/00, Н 02 Р9/06, Н 02 Р9/30. Устройство стабилизации напряжения и частоты ветроэнергетической установ-

ки / Григораш О.В., Гарькавый К.А., Квитко A.A. и др. Опубл. 27.02.2012. Бюл.№ 6.

97. Перспективы развития возобновляемых источников энергии в России. Результаты проекта TACIS Europe Aid/116951/ C/SV/RU // Под ред. В.Г. Николаева. - М.: Изд. «АТМОГРАФ». - 2009. - 456 с.

98. Плотникова Т.В. Режимы работы сетевой ветроэнергетической установки с асинхронным генератором / Т. В. Плотникова, Ю. Г. Шакарян // Изв. РАН. Энергетика. - 1997. - № 3. - С. 18-29.

99. Положение о квалификации генерирующих объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии. Утверждено Наблюдательным советом НП «Совет рынка» 27.02.2009.

100. Радин В. И. Электромагнитные случайные процессы в автономных системах электроснабжения / В. И. Радин, Ю. М. Быков, B.C. Василенко // Электричество,- 1981,- № 11. - С. 23-28.

101. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии / Под ред. П.П. Безруких. СПб.: Наука. - 2002. - 314 с.

102. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники / Ю. К. Розанов. - М.: Энергоатомиздат. - 1992,- 296 с.

103. Розанов Ю.К. Силовая электроника в системах с нетрадиционными источниками электроэнергии / Ю.К. Розанов, H.H. Баранов, Б.М. Антонов, E.H. Ефимов, A.B. Соломатин // Электричество. - 2002. - № 3.

104. Саплин JI.A. Энергосбережение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников: Учеб. пособие / Л. А. Саплин, С. К. Шерьязов, О. С. Пташкина-Гирина, Ю. П. Ильин, под общ. ред. Л. А. Са-плина. - Челябинск: ЧГАУ. - 2000. - 194 с.

105. Сибикин Ю.Д. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии / Ю. Д. Сибикин, М. Ю. Сибикин. - М.: КНОРУС. - 2010. - 232 с.

106. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива / Показатели по территориям. - М.: «ИАЦ Энергия». - 2007.-272 с.

107. Статические агрегаты бесперебойного питания / Под ред. Ковалева Ф.И. - М.: Энергоатомиздат. - 1992. - 315 с.

108. Степанова В.Э. Возобновляемые источники энергии на сельскохозяйственных предприятиях / В. Э. Степанова. - М.: Агропромиздат. - 1989.1 12 с.

109. Стребков Д. С. Возобновляемая энергетика в третьем тысячелетии / Д. С. Стребков // Энергетическая политика. - 2001. - № 2.

110. Сулейманов P.A. Синтез оптимальной структуры автономных систем на возобновляемых источниках энергии / P.A. Сулейманов, H.H. Кирьян // Материалы VII Всероссийской школы с международным участием. М.: МИРОС. -2010,- С. 317-321.

111. Сулейманов P.A. Перспективы силовой электроники в автономных системах / P.A. Сулейманов // Материалы II Международной НПК. Актуальные проблемы энергетики АПК. - Саратов: СГАУ. - 2011. - С. 277-278.

112. Сулейманов P.A. К вопросу проектирования систем автономного электроснабжения / P.A. Сулейманов // Материалы VI Российской НПК. Физико-технические проблемы создания новых технологий в АПК. - Ставрополь: СГАУ.-2011,- С. 166-168.

ПЗ.Твайдел Дж. Возобновляемые источники энергии: / Дж. Твайдел, А. Уэйр. Пер. с англ. -М.: Энергоатомиздат. - 1990.-392 с.

114. Флоренцев С.Н. Состояние и перспективы развития приборов силовой электроники на рубеже столетий / С.Н. Флоренцев // Электротехника. - 1999,- №4.-С. 11-17.

115. Харитонов В.П. Автономные ветроэнергетические установки / В. П. Харитонов. - М.: ГНУ ВИЭСХ. - 2006. - 280 с.

116. Шефтер Я. И. Использование энергии ветра / Я. И. Шефтер. - М.: Энергоагомиздат. - 1983. - 200 с.

117. Шишкин Н. Д. Малые энергоэкономические комплексы с возобновляемыми источниками энергии / Н. Д. Шишкин. - М.: Готика. - 2000. - 236 с.

118. Энергетическое оборудование для использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии / Под ред. В.И. Виссарионова - М.: 2004. - 448 с.

ит.кш N11! \

УТВЕРЖДАЮ

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «-Энергосетевая компания»

к.т.н.

« »

10 П Степура

2013 г.

АКТ

передачи результатов НИР ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет в ООО «Энергосетевая компания» г. Краснодар

Мы ниже подписавшиеся, от ООО «Энергосетевая компания» главный инженер Чернявский А. И. от КубГАУ заведующий кафедрой д.т.н., профессор Григораш О. В., соискатель Сулейманов Р. А., составили настоящий акт о том, что кафедрой Электротехники, теплотехники и возобновляемых источников энергии переданы в ООО «Энергосетевая компания» разработанные соискателем Сулеймановым Р. А. под руководством профессора Григораш О.В. математический аппарат для оценки эффективности автономных источников электроэнергии ветроэлектрических установок.

Передаваемые материалы включают методики оценки электрический потерь, КПД, показателей надежности и массогабаритных показа 1 елей стабилизаторов напряжения и частоты тока, выполненные на непосредственных преобразователях частоты для автономных генераторов электроэнергии.

От ООО «Энергосетевая компания»:

ПРИЛОЖИ!ИГ 1>

про] професс

езниченко

:е

АКТ

об использовании результатов кандидатской диссертационной работы

соискателя Сулейманова Руслана Ахмадеевича в учебном процессе

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» на факультете энергетики и электрификации

Комиссия в составе:

председателя - декана факультета энергетики и электрификации доцента Винникова A.B.;

членов комиссии: заведующего кафедрой «Электротехники, теплотехники и возобновляемых источников энергии» профессора Григораш О. В.; профессора кафедры «Электротехники, теплотехники и возобновляемых источников энергии» профессора Амерханова Р. А. составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы по разработке стабилизаторов напряжения и частоты тока с улучшенными эксплуатационными характеристиками для ветроэнергетических установок автономных объектов агропромышленного комплекса, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, использованы в учебном процессе на факультете энергетики и электрификации.

Комиссия установила, что материалы диссертационной работы соискателя Сулейманова Р. А. использованы при изучении дисциплины «Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии» на кафедре Электротехники, теплотехники и возобновляемых источников энергии.

Комиссия считает, что материалы диссертации, рассматриваемые при изучении дисциплины «Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии» соответствуют требованиям образовательного стандарта по направлению подготовки 110800.68 - Агроинженерия и позволяют изучать перспективы развития источников электроэнергии автономной энергетики.

Председатель комисс!

Члены комисср

О.В. Григораш

A.B. Винников

Р. А. Амерханов