351. КОМБИНИРОВАННАЯ МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА ОСНОВНОГО И РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЕЙ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ
- Author
-
Shkrabets, F.P. and Berdnyk, V.V.
- Subjects
резервне електропостачання ,енергоспоживання, відновлювані джерела енергії ,комбінована система ,вітроелектрогенератор ,двигун ,дизельний агрегат ,потужність ,блок-схема ,мобільність, ефективність, залежність ,резервное электроснабжение ,энергопотребление ,возобновляемые источники энергии ,комбинированная система ,ветроэлектрогенератор ,двигатель ,дизельный агрегат ,мощность ,мобильность ,эффективность ,зависимость ,backup power supply ,energy consumption ,renewable energy sources ,combined system ,wind turbine generator ,engine ,diesel unit ,power ,block diagram ,mobility ,efficiency ,dependence - Abstract
Purpose. The objective of research is to develop a version of combined mobile system of the main and backup power supply based on renewable and traditional energy sources for low-power consumers in regions distant from the main electricity grid; to describe the design of the proposed system; to develop a block diagram of the control and management algorithm for the system elements aimed at achieving more efficient energy supply to consumers in case of further implementation of the system,.Methodology. To attain the research objective, the following methods have been employed: the method of analytical processing of the reviewed materials on current state of alternative energetics, on problems related to energy supply for low-power remote consumers, and on ways of solving the problems identified by means of simulating potential uninterruptible power systems; the method of system analysis of complex estimation based on modern computer technologies as for the combined mobile system of the main and backup power supply potential.The results obtained. The expediency of development and further improvement of such combined power supply systems intended for low-power consumers with the purpose of providing the energy balance in the Dnipro region (Ukraine) has been revealed and proved. A version of the combined system based on traditional and renewable sources of power is proposed and described. The block diagram of the combined system controller algorithm is developed. The mechanism of action of the presented algorithm is determined, as well as the graphical dependences of the power factor on the speed of the wind turbine CP=f(Z), and of mechanical torque of the wind turbine on the coefficient of its speed M=f(Z) are obtained and analyzed. The results of calculation as for electric power generated by potential wind power plant W, [kWh] during the year are presented.Scientific novelty consists in the proposed block diagram of the control and management algorithm as regards the combined backup power supply system, that allows wind turbine engines and diesel units to alternately operate on a single generating unit.The practical value of study is further development of the system which provides guaranteed uninterruptible energy supply and distribution of electric energy intended for low-power energy consumers to satisfy their needs; increasing the efficiency, flexibility and reliability of the system and, ultimately, reducing the energy dependence of the country on the import of traditional fossil energy resources, the conversion of which leads to negative consequences for the country's ecology. The implementation of the proposed block diagram of the control and management algorithm will reduce the cost of the system and the cost of its maintenance, for example, current repairs, etc., Цель. Цель работы заключается в разработке мобильной комбинированной системы основного и резервного питания на основе возобновляемых и традиционных источников энергии для электропитания маломощных потребителей в отдаленных от общей электросети регионах; в описании конструкции предложенной системы; в разработке блок-схемы алгоритма контроля и управления элементами системы для достижения наиболее эффективного энергопитания потребителей при дальнейшем внедрении и совершенствовании системы.Методы исследования. Для проведения исследований использованы: метод аналитической обработки обзорных материалов по вопросу состояния развития альтернативной энергетики на современном этапе и существующих сегодня проблем, связанных с энергообеспечением маломощных отдаленных энергоустановок, а также путей решения обозначенных проблем за счет моделирования возможных систем бесперебойного питания; метод системного анализа комплексной оценки потенциала комбинированной мобильной системы основного и резервного питания на основе современных компьютерных технологий.Полученные результаты. Выявлена и доказана целесообразность создания и дальнейшего совершенствования систем комбинированного электропитания маломощных потребителей с целью обеспечения энергобаланса Днепровского региона (Украина). Предложен вариант конструкции комбинированной системы на основе традиционных и возобновляемых источников: в частности, разработана блок-схема алгоритма контроллера управления комбинированной системой. Определен механизм действия представленного алгоритма, а также полученны и проанализоват графические зависимости: коэффициента мощности от величины быстроходности ветроагрегата CP=f(Z); механического момента ветротурбины от коэффициента быстроходности М=f(Z). Представлены прогнозируемые результаты расчета выработки электроэнергии в течение года потенциальной ветроэлектроустановкой W, [кВт.ч].Научная новизна заключается в предложенной блок-схеме алгоритма контроля и управления комбинированной системой резервного электроснабжения, которая позволяет двигателям ветроустановки и дизельного агрегата попеременно работать на один общий электрогенератор.Практическая ценность работы состоит в создании системы гарантированного энергообеспечения и распределения электроэнергии для маломощных потребителей энергии различного назначения; повышении эффективности, гибкости и надежности системы и, в конечном счете, уменьшении энергетической зависимости страны от импорта традиционных ископаемых энергоресурсов, преобразование которых приводит к негативным последствиям для экологии страны. Внедрение предложенной блок-схемы алгоритма контроля и управления комбинированной системой резервного электроснабжения позволит снизить стоимость системы и затраты на ее обслуживание, например, текущий ремонт и тому подобное., Мета. Мета роботи полягає в розробці мобільної комбінованої системи основного і резервного живлення на основі відновлюваних і традиційних джерел енергії для електроживлення малопотужних споживачів у віддалених від загальної електромережі регіонах; в описанні конструкції запропонованої системи; в розробці блок-схеми алгоритму контролю і управління елементами системи задля досягнення найбільш ефективного енергоживлення споживачів при подальшому впровадженні та удосконаленні системи.Методи дослідження. Для проведення досліджень використані: метод аналітичної обробки оглядових матеріалів з питання стану розвитку альтернативної енергетики на сучасному етапі та існуючих на сьогодні проблем, щодо енергозабезпечення малопотужних віддалених енергоустановок, а також шляхів їх подолання завдяки моделюванню можливих систем безперебійного живлення; метод системного аналізу комплексної оцінки потенціалу комбінованої мобільної системи основного та резервного живлення на основі сучасних комп’ютерних технологій.Отримані результати. При аналізі матеріалів робіт відповідно до тематики дослідження, виявлено та доведено доцільність створення та подальшого удосконалення систем комбінованого електроживлення малопотужних споживачів з метою забезпечення енергобалансу Дніпровського регіону (Україна). Запропоновано варіант конструкції комбінованої системи на основі традиційних і відновлюваних джерел: зокрема, розроблено блок-схему алгоритму контролера управління комбінованою системою. Представлено механізм дії запропонованої блок-схеми алгоритму, а також отримані та проаналізовати графічні залежності: коефіцієнту потужності від величини швидкохідності вітроагрегату CP=f(Z); механічного моменту вітротурбіни від коефіцієнту швидкохідності реальної вітроустановки M=f(Z). Представлено результати розрахунку виробітку електроенергії, W, [кВт.год] протягом року потенційною вітроелектроустановкою.Наукова новизна полягає в запропонованій блок-схемі алгоритму контролю і управління комбінованою системою резервного електропостачання, яка дозволяє двигунам вітроустановки та дизельного агрегату поперемінно працювати на один загальний електрогенератор.Практична цінність роботи полягає у створенні системи гарантованого енергозабезпечення та розподілу електроенергії для малопотужних споживачів енергії різного призначення; підвищенні ефективності, гнучкості та надійності системи і, в кінцевому рахунку, зменшенні енергетичної залежності країни від імпорту традиційних викопних енергоресурсів, перетворення яких призводить до негативних наслідків щодо екології країни. Впровадження запропонованої блок-схеми алгоритму контролю і управління енергосистемою дозволить знизити витрати на її обслуговування, наприклад, поточний ремонт, тощо та, відповідно, вартість системи вцілому.
- Published
- 2018