Разработка системы рекуперации энергии на базе асинхронного генератора
На правах рукописи
Иванов Александр Сергеевич РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ РЕКУПЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ НА БАЗЕ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва – 2012 2
Работа выполнена на кафедре электромеханики ФГБОУВПО НИУ «МЭИ»
Научный консультант: Котеленец Николай Федорович кандидат технических наук, доцент
Официальные оппоненты: Еременко Владимир Григорьевич доктор технических наук, профессор, ФГБОУВПО НИУ «МЭИ», кафедра Электротехнических комплексов автономных объектов Кунцевич Петр Антонович кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Всероссийский научно исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Ведущая организация: ЗАО «ОПТИМА» (г. Москва)
Защита диссертации состоится «31» мая 2012 г. в часов 15- в аудитории Е-205 на заседании диссертационного совета Д 212.157.15 при Национальном исследовательском университете «МЭИ» по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 13, корп. «Е»,2 - этаж.
Отзывы на автореферат диссертации (в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения) просьба направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый совет НИУ «МЭИ».
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИУ «МЭИ».
Автореферат разослан « » 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н. Боровкова А.М.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Аннотация. В работе рассматривается способ получения электрической энергии на основе рекуперации избыточного магистрального давления жидкостей в системах централизованного тепло- и водоснабжения. Представлены результаты исследований того, как влияют на броски токов генератора скорость вращения вала и фаза напряжения, при которых осуществляется включение генератора в сеть. Также рассматривается способ ограничения пусковых токов асинхронного генератора с помощью включённых в цепь статора добавочных резисторов. При этом исследуется зависимость бросков тока статора от скорости, при которой генератор включается в сеть, и от величины пусковых резисторов. Делается вывод о том, что не на всякой скорости мы получаем желаемое ограничение.
Представлен вариант использования асинхронного генератора в режиме работы на выпрямительную нагрузку.
Актуальность работы. Современная энергетика в РФ характеризуется направлением к повышению надежности, энергоэффективности и экологической безопасности, что соответствует основным положениям «Энергетической стратегии России на период до 2030 года» и ФЗ - 261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности».
По данным Министерства по науке и образованию РФ до 60 % резервов возможной экономии электроэнергии находится в сфере потребления.
Известно, что крупные города по всему миру потребляют огромное количество энергии. И потребление электроэнергии постоянно растет. Так, рост потребления электроэнергии в г. Москве достигает 5 % в год. При росте электропотребления растёт и дефицит мощностей. В настоящее время он оценивается в 12-15 % от общего уровня потребления. При этом потенциал энергосбережения Москвы оценивается примерно в 11 млн. т. у.т. в год, т.е. около 1 % от всего потребления первичной энергии в России. Неразумно при таком огромном потенциале энергосбережения решать проблему надежного обеспечения города энергоресурсами только за счет увеличения производства энергии.
Поисками новых нетрадиционных источников энергии занято значительное число учёных в различных областях науки и техники.
Актуальной является и проблема гидравлической разбалансированности систем теплоснабжения. Известно, что при транспортировке рабочих и технологических жидкостей (водные среды, углеводороды и др.) для преодоления гидравлического сопротивления магистральных трубопроводов мощность насосных агрегатов выбирается исходя из требуемого давления среды для обеспечения самых удалённых объектов. Все абоненты, расположенные ближе, вынуждены получать продукт под избыточным давлением. Это обстоятельство приводит к значительным безвозвратным потерям энергии, которая попросту дросселируется.
Поэтому разработка системы, позволяющей решить, с одной стороны, проблему разбалансированности гидравлической системы, а с другой, вырабатывать электроэнергию нетрадиционным, экологически чистым способом, полностью отвечающим требованиям Киотского протокола, является актуальной и отвечающей требованиям времени.
В качестве электрического генератора предлагается использовать асинхронную машину.
Асинхронные генераторы находят достаточно разнообразное применение в самых различных областях народного хозяйства. Как источники электроснабжения основного и вспомогательного электрооборудования асинхронные генераторы находят применение на судах и летательных аппаратах.
Асинхронная машина с вентильным возбуждением находит применение в автономных системах электроснабжения и для комбинированного энергетического привода гибридного автомобиля в качестве стартёр-генератора.
Для обеспечения бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей малой мощности (до 5 кВт) при кратковременных провалах напряжения сети находят применение источники бесперебойного питания на базе инерционного накопителя энергии и асинхронной машины с короткозамкнутым ротором.
Асинхронные генераторы широко применяются в ветроэнергетических установках и гидроэлектрических станциях малой мощности.
Известны разработки энергосберегающих установок с использованием асинхронных генераторов. Так, бельгийские фирмы ACTC и EBES предложили и приступили к реализации проекта по использованию энергии, которая высвобождается при снижении давления газа. Также известны разработки, в которых попутный газ, содержащийся в нефтяных скважинах, предлагается использовать для привода АГ, к которому подключены нефтяные насосы.
Целью работы является разработка и создание экспериментальной и опытно-промышленной установок системы рекуперации давления (СРД), использующую для выработки электроэнергии энергию обычно теряемого, избыточного магистрального давления в системах тепло- и водоснабжения.
Разработка рекомендаций по выбору оптимальных режимных параметров работы установок СРД.
Создание аварийного источника электроэнергии для поддержания работоспособности теплового пункта в случае внезапного отключения электроэнергии.
Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:
1. Выбор оптимальной структуры системы рекуперации давления и типа электрического генератора.
2. Создание модели асинхронной машины в среде программирования Matlab, которую можно было бы интегрировать как составную часть в более сложную математическую модель системы водоснабжения.
3. Анализ переходных процессов в при включении генератора в сеть и при работе на автономную нагрузку.
4. Участие в создании экспериментальной и опытно-промышленной установок рекуперации давления 5. Проверка электромагнитной совместимости опытно-промышленных установок.
При решении поставленных задач соискатель опирался на труды известных ученых, внесших значительный вклад в развитие теории электромеханических преобразователей, в том числе асинхронных генераторов: Алиевский Б.Л:, Балагуров В.А., Вольдек А.И., Джендубаев А.-З.Р., Иванов А.А., Иванов Смоленский А.В., Копылов И.П., Костырев М.Л., Скороспешкин А.И., Торопцев Н.Д., Фришман B.C. и др.
Методы исследования. При исследовании применялись как теоретические, так и экспериментальные методы. Исследования выполнялись с использованием базовых законов теоретических основ электротехники, с применением теории обобщенной электрической машины, методов проектирования и математического моделирования трехфазных асинхронных машин. При разработке математической модели электрической части установки СРД использовалась среда программирования Достоверность теоретических исследований Matlab.
подтверждается совпадением результатов расчёта и эксперимента.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Установлена зависимость бросков тока от скорости, при которой осуществляется включение генератора в сеть.
Установлена зависимость бросков тока от фазы напряжения включения.
Исследовано влияние скорости, при которой осуществляется включение генератора в сеть, на броски токов при использовании токоограничивающих резисторов.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
Разработана энергосберегающая установка СРД на основе асинхронного генератора.
Созданы экспериментальная и опытно-промышленная установки СРД Разработан алгоритм автоматического управления установкой.
Изготовлен экспериментальный стенд для определения оптимальных режимных параметров установки СРД.
Создана математическая модель электрической части установки СРД, позволяющая в составе модели систем централизованного тепло- и водоснабжения исследовать динамические процессы.
Определены схемы установки СРД, позволяющие работать параллельно с сетью и на автономную нагрузку в оптимальном режиме.
Основные результаты диссертации используются ЗАО «ОПТИМА» для внедрения в городскую целевую программу по энергосбережению г. Москвы.
Рекуперационные энергосберегающие установки СРД находят применение в энергохозяйстве г. Москвы на 12 тепловых пунктах ОАО «МОЭК».
Проведённые исследования электромагнитной совместимости показали, что установки СРД не ухудшают качество электроэнергии системы электроснабжения Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов определяется:
использованием апробированных методик планирования и проведения исследований, методик анализа экспериментальных результатов, применением средств измерений необходимой точности;
использованием стандартных пакетов прикладных программ.
Реализация работы. Результаты диссертационной работы использованы:
в учебно-экспериментальной установке "Рекуперация избыточного давления теплоносителя в электрическую энергию" на тепловом пункте НИУ "МЭИ" (г. Москва, ул. Красноказарменная, дом 13, корп. С), созданной в 2007…2008 г.г. по заказу НИУ "МЭИ" при реализации федеральной инновационной образовательной программы и модернизированной в 2011;
в установке СРД-1РА на тепловом пункте №0704/002 (г. Москва, Кутузовский пр-т, д. 22), созданной в 2009 году по заказу МГУП ЭВАЖД;
в лабораторной рекуперационной установке ЗАО "ОПТИМА", предназначенной для апробации алгоритмов управления ЭРУ и созданной в 2009...2010 г.г. при выполнении НИР «Разработка систем эффективного использования избыточного магистрального давления при транспортировке теплоносителя и воды в системен тепло- и водоснабжения» по заказу Минобрнауки (государственный контракт № 02.516.12.6024 от 18.06.2009) в конструкциях ЭРУ, разрабатываемых в процессе выполнении ОКР «Разработка типового ряда опытно-промышленных энергосберегающих установок для эффективного использования энергии избыточного магистрального давления в системах центрального тепло- и водоснабжения» по заказу Минобрнауки (государственный контракт № 16.526.12.6003 от 10.05.2011) Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
Международной научно-технической конференции «Энергобезопасность и энергоэффективность: состояние и проблемы» Бишкек, Кыргызский государственный технический университет (КГТУ) им. И. Раззакова 22- сентября 2011г.
XV международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, МЭИ (ТУ), 26-27 февраля 2009г.
На защиту выносятся:
Исследования по влиянию скорости вращения ротора на величину бросков тока при включении генератора в сеть;
Рекомендации по применению токоограничивающих резисторов при включении генератора на параллельную работу с сетью;
Результаты исследования автономного режима работы СРД;
Результаты исследования установок СРД на электромагнитную совместимость.
Оценка экономической эффективности внедрения СРД.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 печатных труда, из них в изданиях по перечню ВАК – 3 статьи, 1 доклад.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 160 стр., имеет рисунков и 13 таблиц, включает титульный лист, содержание, введение, 7 глав, заключение, 4 приложения и список использованных источников ( наименований).
Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам кафедры электромеханики НИУ «МЭИ» за помощь в работе.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность проводимых исследований, сформулированы цели и задачи работы, научная новизна и практическая значимость результатов, представлены основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе описаны проблемы в системах тепло- и водоснабжения Российской Федерации, обуславливающих их неэффективное использование.
Среди таких проблем отмечается гидравлическая разбалансированность систем теплоснабжения. Проблема гидравлической разбалансированности систем теплоснабжения проявляется, в частности, в форме дросселирования избыточного давления, которое осуществляется путем установки на входе в тепловой пункт запорно-регулирующего клапана, который рассеивает избыточную энергию, что приводит к безвозвратной потере большого количества энергии. По данным исследований на нескольких теплопунктах г. Москвы, потенциал энергосбережения оценивается на уровне 250-300 тыс. МВтч/год. На основе этих данных и данных о потере давления на тепловых пунктах г. Москвы, предлагается использовать систему рекуперации избыточного магистрального давления жидкостей – СРД.
Система выполняет функции демпфирующего устройства и обеспечивает снижение давления до требуемой величины. Уменьшение перепада давлений на органах, регулирующих расход теплоносителя в центральных тепловых пунктах (ЦТП), улучшает условия их работы, способствуя продлению их ресурса. Весь избыточный перепад давления посредством гидроагрегата преобразуется в механическую энергию. Эта энергия, в свою очередь, преобразуется в электрическую с помощью электрического (асинхронного или другого) генератора. В итоге производится электроэнергия, на выработку которой не расходуется ни один из видов топлива.
Во второй главе поведён анализ возможности использования в качестве генератора системы рекуперации давления электрических машин различных типов. При выборе оптимальной машины к ней предъявляются следующие требования:
1. Генератор должен иметь возможность работать одинаково хорошо в режимах параллельно с сетью и на автономную нагрузку.
2. Генератор должен иметь на выходе стабильные параметры (напряжение, частота) при изменяющихся в широких пределах входных параметрах (частота вращения, момент на валу, мощность).
3. Генератор должен выдавать максимальную мощность в широком диапазоне изменения скоростей вращения приводной турбины.
4. Генератор должен отличаться надёжностью, чтобы иметь возможность длительно автономно работать в сложных условиях эксплуатации.
5. Генератор должен иметь систему автоматического управления режимами работы для эксплуатации без участия оператора.
6. Генератор вместе с системой управления должен обладать, по возможности, наименьшей стоимостью.
7. Генератор должен быть приспособлен к работе в режиме частых пусков.
Рассмотрены последовательно асинхронная машина с короткозамкнутым и фазным ротором, синхронная машина с электромагнитным возбуждением и возбуждением от постоянных магнитов, машина постоянного тока и вентильно индукторная машина.
Проведён обзор различных схемных решений использования генераторов различных типов при работе параллельно с сетью и работе на автономную нагрузку. На основе проведенного анализа сделан вывод, что наиболее подходящей по предъявляемым требованиям является асинхронная машина с короткозамкнутым ротором.
Проведён обзор выполненных отечественными и зарубежными учёными исследований генераторного режима асинхронной машины.
В третьей главе подробно описана конструкция СРД и варианты установки системы на тепловом пункте. С конструктивной точки зрения предлагаемая СРД представляет собой гидроагрегат с системой автоматического управления.
Гидроагрегат выполняется на базе модифицированного типового динамического насоса, работающего в турбинном режиме, и асинхронного электродвигателя, работающего в режиме электрического генератора (рис. 1).
Рис. 1. Структурная схема СРД.
На примере схемы реализации установки по рис. 2 описаны принцип работы установки и работа системы управления.
Рис. 2. Типовая схема рекуперационной установки:
КТ – кран трехходовой с ручным приводом, КП – кран полнопроходной с ручным приводом, КЗР – клапан запорно-регулирующий с автоматическим приводом, БУД – блок управления двигателем Д клапана КЗР, БУ – блок управления установкой, Т – турбина, Г – асинхронный генератор, В1 – В5 – автоматические выключатели.
Четвертая глава посвящена моделированию переходных процессов в асинхронной машине. Моделирование проведено в системе Matlab-Simulink.
В качестве генератора гидроагрегата был выбран серийный асинхронный двигатель. Наряду с высокой надёжностью, простотой эксплуатации и синхронизации он, однако, имеет существенный недостаток: большой бросок тока статора при включении генератора в сеть. Этот бросок может повлиять на работу установки рекуперации давления как в гидравлической, так и в электрической части. В гидравлической части он может инициировать значительный ударный момент и связанные с этим возмущения. В электрической части большие пусковые токи, возникающие при включении генератора в сеть, вызывают не только ударные нагрузки на обмотки машины а также на аппараты управления, контроля и защиты, но и инициируют значительные помехи в сети, связанные с провалами напряжения. При частых пусках эти помехи могут создать серьёзные нарушения в работе сети, а ударные нагрузки могут сказаться на надёжной работе коммутирующей аппаратуры и системы в целом. Поскольку установки рекуперации давления могут включаться и выключаться по несколько раз в день, то значительные броски тока могут сказаться на их надежной работе.
Поэтому необходимо было выяснить:
1. Влияет ли на броски токов скорость, при которой осуществляется включение генератора в сеть?
2. Влияет ли на броски токов фаза напряжения включения?
3. Каковы скорость и фаза напряжения включения, при которых бросок тока был бы минимальный..
Для решения поставленных задач применялся программный пакет Matlab Simulink с применением библиотеки SimPowerSystems. Объектом исследования был переходной процесс, возникающий при включении генератора в сеть.
Моделирование проводилось для машин 7,5 и 22 кВт. Результаты показали, что:
- в случае фиксированной фазы включения напряжения разница между максимальным и минимальным значениями тока в заданном диапазоне скольжений не превышает 4,4 %;
- меньший бросок тока наблюдается при более низких скоростях включения генератора;
- в случае фиксированной частоты вращения и переменной фазы напряжения разница между максимальным и минимальным значением тока в каждой фазе достигает 76 % с периодом Т=;
- наименьший общий (совместно для всех фаз) ток наблюдается при начальных углах напряжения, равных /4 + n/3. Подбор фазы включения может позволить снизить пусковой ток на величину до 4 %.
Результаты моделирования приведены на рис. 3 и 4.
Рис. 3. Зависимость кратности тока Рис. 4. Зависимость кратности тока включения от начальной скорости включения от фазы напряжения генератора: 1 – ток фазы A, 2 – ток включения: 1 – ток фазы A, 2 – ток фазы B, 3 – ток фазы С фазы B, 3 – ток фазы С Снизить броски тока можно включением в цепь статора активных сопротивлений на небольшой промежуток времени, в который происходит переходной процесс. Как только система входит в установившийся режим резисторы шунтируются, и система продолжает работать в обычном режиме.
Переходный процесс при включении имеет продолжительность не более 1 с., что позволяет нам говорить о незначительных тепловых потерях в активных сопротивлениях, при этом броски токов снижаются в несколько раз.
Во второй части эксперимента исследовалась зависимость величины броска тока и момента от скорости, на которой генератор включается в сеть, при ограничении тока в 1.5, 2 и 4 раза машин разной мощности от 4 до 37 кВт с синхронной скоростью вращения 1500 об/мин.
В эксперименте генератор, ротор которого был разогнан до определенной превышающей синхронную скорости, подключался к сети через пусковые резисторы. Через одну секунду, когда переходной процесс уже заканчивался, пусковые резисторы шунтировались. Фиксировались броски токов в фазах при первом (включение в сеть) и втором (шунтирование резисторов) переходных процессах. Также фиксировались максимальные броски момента.
Диапазон скоростей был выбран от 1510 до 1600 об/мин, что соответствует скольжениям от 0.667 % до 6.667 %.
Было замечено, что величина бросков тока при первом переходном процессе практически не зависит от того, на какой скорости из рассматриваемого диапазона мы включим генератор в сеть. Однако на определённой скорости бросок тока при втором переходном процессе превышает бросок тока при первом, или даже превышает бросок пускового тока без применения токоограничивающих резисторов. То же касается и момента на валу генератора.
Результаты эксперимента показаны на рис. 5, 6 на примере машины 4 кВт, =0.5, Rп=5.67 Ом (0.142 о.е.). Здесь n – скорость вращения ротора (об/мин), k – кратность броска тока по отношению к естественному. Естественным (k=1.0) назовём бросок тока, который наблюдался без применения пусковых резисторов.
Рис. 5. Первый (1) и второй (2) Рис. 6. Сравнительные зависимости броски тока фазы В для машины кратностей бросков тока от скорости 4 кВт, =0.5 ротора при первом и втором переходных процессов для трёх фаз для машины 4 кВт, =0.5. 1—1-й бросок ф. А, 2—1-й бросок ф. В, 3 – 1-й бросок ф. С, 4 – 2-й бросок ф. А, 5 – 2-й бросок ф. В, 6 – второй бросок ф. С Выводы по результатам исследований:
Броски тока при переходном процессе, вызванном шунтированием 1.
токоограничивающих резисторов, существенно зависят от частоты вращения ротора.
Ограничение пускового тока также влияет на возможный диапазон 2.
скоростей вращения ротора, при котором включение установки не будет вызывать излишних нагрузок на элементы системы.
Исследования показали, что с увеличением степени ограничения 3.
пусковых токов диапазон скоростей ротора, в котором броски тока при шунтировании резисторов не будут превышать броски тока включения, уменьшается. Необходимо учитывать это условие при выборе сопротивлений, которые будут включены в цепь статора.
В процессе эксплуатации СРД было замечено, что в гидравлической системе появляются возмущения, имеющие технологический характер. Это кратковременные гидравлические удары с длительностью 0,5мс и амплитудой, кратной шести номинальным моментам.
Задачей было оценить влияние такого удара на работу системы. Генератор под действием внешнего номинального момента вращается с установившейся скоростью (в модели эта скорость равна 1556 об/мин), когда внезапно появляется возмущение. Были оценены изменения скорости, момента и тока статора в каждой из фаз. Для учета влияния турбины момент инерции генератора был увеличен в два - три раза. Результаты моделирования сведены в таблицу 1.
Таблица 1. Результаты моделирования.
n, об/мин.
Jг, o.e. Ia, o.e. Ib, o.e. Ic, o.e. M, o.e.
2 1,34 1,33 1,34 1575 1, 3 1,30 1,30 1,31 1575 1, Анализ результатов моделирования показывает, что ввиду своего краткосрочного воздействия такие возмущения мало влияют на работу генератора.
Отдельный раздел посвящён созданию модели асинхронной машины в среде программирования Matlab, которую можно было бы интегрировать как составную часть в более сложную модель СРД.
На основании известных уравнений электромеханического преобразователя энергии в системе координат - была создана модель асинхронной машины, позволяющая моделировать двигательный и генераторный режимы работы асинхронной машины. Модель также учитывает насыщение магнитной системы.
ЭДС холостого хода в относительных единицах аппроксимируется зависимостью E * ( I * ) 1.12 arctg (1.2 I * ), а кривая взаимоиндукции выражением M * (I ) 1.344. Этот вид зависимостей был выбран как наиболее полно 1 1.44 I * удовлетворяющий требованиям к аппроксимирующим функциям, основной из которых является наименьшая погрешность.
Применение полученной модели совместно с моделью гидравлической системы позволило провести подробные исследования динамических процессов в системах рекуперации давления.
Разработанные модели для имитации работы установки СРД в условиях действующих промышленных объектов позволяет прогнозировать поведение сложной системы при аварийных отказах СРД, вызывающих гидравлический удар.
В пятой главе рассмотрен автономный режим работы асинхронного генератора, а также проверка работоспособности выбранной структурной схемы электрической части СРД.
В тепловых пунктах, расположенных в подвалах жилых зданий, целесообразно использовать вырабатываемую электроэнергию на освещение подъездов. Применение СРД может стать альтернативой солнечным батареям, которые также применяются для энергосбережения на объектах жилищно коммунального хозяйства. Преимущество СРД перед солнечной энергией становится очевидным особенно зимой, когда количество солнечных часов в Москве невелико. Кроме этого, вырабатываемую энергию можно использовать в самом тепловом пункте: на аварийное освещение либо на привод аварийных насосов в случае перерыва в электроснабжении.
В случае автономной нагрузки избыточная электроэнергия, вырабатываемая генератором, запасается в аккумуляторной батарее.
Рис. 7. Зависимость напряжения заряда аккумуляторной батареи от скорости вращения вала и ёмкости конденсаторов возбуждения.
В результате проведённых экспериментов была подтверждена работоспособность выбранной схемы реализации системы рекуперации давления.
Путём подключения к обмотке статора асинхронного генератора конденсаторов возбуждения различной ёмкости, было получено стабильное напряжение заряда аккумуляторной батареи. Также, меняя ёмкость конденсаторов, можно регулировать ток заряда. Чем ток заряда выше – тем быстрее заряжается аккумуляторная батарея.
Вариант работы на автономную выпрямительную нагрузку был впоследствии реализован на действующих теплопунктах, где от аккумуляторной батареи питается система аварийного освещения и система освещения подъездов.
Заявка на полезную модель системы рекуперации избыточного магистрального давления в тепловых пунктах сетей теплоснабжения, обеспечивающей циркуляцию теплоносителя во вторичном контуре теплоснабжения в аварийных режимах при пропадании питающего напряжения теплового узла находится на рассмотрении в Роспатенте.
В шестой главе проверялась электромагнитная совместимость генератора с сетью путем определения влияние генератора на показатели качества электроэнергии при его включении в сеть, работе параллельно с сетью и отключении от сети. Также определялась величина потребляемой реактивной и вырабатываемой активной мощности и коэффициент мощности.
В результате проведённых измерений выяснилось, что контролируемые показатели качества электроэнергии не выходят за границы допустимых значений.
В седьмой главе проводилась оценка экономической эффективности внедрения системы рекуперации энергии. На основе данных о выработке электроэнергии на действующих в энергохозяйстве г. Москвы СРД оценивалась их себестоимость и срок окупаемости. Здесь же приведены рекомендации по возможности уменьшения срока окупаемости.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Разработана рекуперационная установка СРД на основе асинхронного генератора.
2. Создана математическая модель электрической части установки СРД, позволяющая в составе модели систем централизованного тепло- и водоснабжения исследовать динамические процессы.
3. Определены схемы установки СРД, позволяющие работать параллельно с сетью и на автономную нагрузку в оптимальном режиме.
4. Установлена зависимость бросков тока от скорости, при которой осуществляется включение асинхронного генератора в сеть.
5. Установлена зависимость бросков тока от фазы напряжения включения асинхронного генератора в сеть.
6. Исследовано влияние скорости, при которой осуществляется включение генератора в сеть, на броски токов при использовании токоограничивающих резисторов.
7. Проведена оценка экономической целесообразности внедрения установок СРД.
8. Показано, что параллельная работа СРД с сетью не приводит к ухудшению качества электроэнергии последней.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Иванов А.С., Котеленец Н.Ф. Использование избыточного 1.
давления в системах централизованного теплоснабжения для производства электрической энергии. Энергобезопасность и энергосбережение. №3(27), 2009г. сс. 13-15.
Иванов А.С., Котеленец Н.Ф. Исследование процесса включения 2.
асинхронного генератора в сеть. Электротехника. №9, 2010г. сс. 13- Иванов А.С., Котеленец Н.Ф. Особенности использования 3.
пусковых резисторов в асинхронном генераторе при включении в сеть.
Известия вузов. Электромеханика. №6, 2010г. сс. 25-27.
Тезисы доклада «Система рекуперации избыточного давления в 4.
системах централизованного тепло- и водоснабжения» Международной научно технической конференции «Энергобезопасность и энергоэффективность:
состояние и проблемы» Бишкек, Кыргызский государственный технический университет (КГТУ) им. И. Раззакова 22-23 сентября 2011г. (Организаторы Министерство образования и науки КР, Министерство энергетики КР, КГТУ им.
И. Раззакова, МЭИ (ТУ))