Повышение запаса динамической устойчивости распределенных источников энергии с малой постоянной времени

, аспирант; , рук., к. т.н., доц.

(НГТУ, г. Новосибирск),

ПОВЫШЕНИЕ ЗАПАСА ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ С МАЛОЙ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ

Современное развитие распределенных источников электрической энергии в России невозможно без развития средств, позволяющих повысить её динамическую устойчивость при резких изменениях режима. Актуальность исследования связана с тем, что в настоящее время в России распределенные источники энергии в изолированных энергосистемах имеют небольшую мощность (до 5 МВт). К сожалению, в таких энергосистемах существуют недостатки в виде проблем с электроснабжением, связанных с потерей динамической устойчивости при коротких замыканиях. Статистика нарушений при однофазных коротких замыканиях в данных энергосистемах составляет до 80% случаев всего нарушения электроснабжения. Источники распределенной генерации, выполненные на базе синхронных генераторов, обладают особенностью, а именно, малая инерционность и малый запас динамической устойчивости при резких изменениях режима.

Современная энергетическая установка распределенной генерацией состоит из трех основных компонентов: турбина, статический редуктор или мультипликатор и синхронный генератор. При возникновении резких изменений режимов выделяют следующие проблемы:

при возможных возмущениях, связанных с замыканиями или резкими изменениями режимами в условиях энергосистемы ограниченной мощности меняется угол нагрузки, и, тем самым, нарушается динамическая устойчивость; трансмиссия с постоянным передаточным отношением не позволяет управлять электромагнитным моментом на валу генератора.

В данной работе предлагается решение, которое состоит в использовании псевдо-прямого привода [1]. Суть разработки заключается в применении электромагнитной трансмиссии, где передача механической энергии от тихоходного звена к быстроходному осуществляется благодаря электромагнитному преобразованию, которое возникает между быстроходным и тихоходным звеном с разным числом пар полюсов из постоянных магнитов.  Переменное передаточное отношение осуществляется путем добавления обмотки управления и изменения скольжения.

Рисунок 1. – эскиз электромагнитной трансмиссии с переменным передаточным отношением: 1 – обмотка управления; 2 – тихоходное звено; 3 – быстроходное звено

Анализ  магнитного поля позволил рассчитать параметры схемы замещения исходя из моделирования различных режимов работы электрической машины, а также позволил оценить скорость и величину влияния на электромагнитный момент и угол нагрузки генератора электромагнитной трансмиссии в момент изменения передаточного отношения машины [2]. Для доказательства данной концепции создается опытный образец машины.

Библиографический список

Патент US 2012/0094555 A1. The Maxwell Capacitance Matrix http://www. /Papers/The_Maxwell_ Capacitance_Matrix_WP110301_R01.pdf  (дата обращения 08.02.15).