RU2408126C1 - Устройство преобразования электрической энергии - Google Patents
Устройство преобразования электрической энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2408126C1 RU2408126C1 RU2009126445/07A RU2009126445A RU2408126C1 RU 2408126 C1 RU2408126 C1 RU 2408126C1 RU 2009126445/07 A RU2009126445/07 A RU 2009126445/07A RU 2009126445 A RU2009126445 A RU 2009126445A RU 2408126 C1 RU2408126 C1 RU 2408126C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- power
- control
- grid
- hydraulic turbine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и гидромашиностроения и может быть использовано в микро- и малых гидроэлектростанциях. Эксплуатация микро-ГЭС, вырабатывающих электроэнергию на малых водотоках, сопряжена с решением проблемы регулирования частоты вращения гидроагрегата. Выработка качественной электроэнергии усложняется в наиболее распространенном режиме работы микро-ГЭС на локальную сеть. Известны технические решения, в которых система регулирования обеспечивается за счет следящей электрической системы регулирования выдаваемой в сеть электроэнергии либо путем воздействия на направляющий аппарат активной гидротурбины. Недостатками таких систем регулирования является необходимость преобразования подаваемой в сеть электрической энергии либо наличие в схеме регулирования множества громоздких и ненадежных дополнительных управляющих и промежуточных элементов воздействия на гидротурбину, которые отражаются на энергетических показателях гидроагрегата. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в обеспечении стабилизации напряжения и частоты вращения гидроагрегата при колебаниях напора воды или нагрузки сети при одновременном достижении простоты регулирования частоты вращения устройства преобразования электроэнергии, повышения его эксплуатационной надежности и качества выдаваемой в сеть электроэнергии. Для достижения указанного технического результата в предлагаемом устройстве преобразования электрической энергии, содержащем гидротурбину и гидрогенератор, в качестве регулирующего органа используется установленный на одном
Description
Изобретение относится к производству, преобразованию и распределению электрической энергии, в частности к гидромашиностроению, и может быть использовано в микро- и малых гидроэлектростанциях (ГЭС).
Эксплуатация микроГЭС, вырабатывающих электроэнергию на малых водотоках, сопряжена с решением проблемы регулирования частоты вращения гидроагрегата. Выработка качественной электроэнергии усложняется в наиболее распространенном режиме работы микроГЭС на локальную сеть.
Существует два способа регулирования гидроагрегата - воздействием на выходные электрические параметры гидрогенератора или на направляющий аппарат активной гидротурбины.
Известны технические решения, в которых система регулирования обеспечивается за счет следящей электрической системы регулирования выдаваемой в сеть электроэнергии на базе микропроцессорной техники [Ветроэлектростанция. Патент RU 70940, МПК F03D 9/00. Опубл. 20.02.2008].
Недостатком такой системы регулирования является необходимость преобразования выдаваемой в сеть электрической энергии.
Известно техническое решение, в котором направляющий аппарат активной гидротурбины содержит подводящее сопло с верхней и нижней стенками. С целью простоты регулирования частоты вращения гидроагрегата предложена конструкция направляющего аппарата активной гидротурбины, в которой в качестве регулирующего подачу воды органа внутри сопла установлена задвижка, отсекающая часть потока воды, поступающего на колесо гидротурбины [Направляющий аппарат активной турбины. Патент RU 465486, МПК F03В 1/02. Опубл. 10.07.1975].
Недостатком такой конструкции является малое быстродействие регулирующего органа. Этот недостаток устраняется в устройстве, описанном в патенте [Устройство регулирования скорости гидроэлектрических агрегатов. Патент RU 811416, МПК H02K 7/18. Опубл. 03.07.1981].
Устройство содержит генератор с корпусом, на валу которого посажена турбина, водонаправляющий аппарат. Торцовые части корпуса генератора выполнены в виде кольцевых втулок, каждая из которых размещена во внешней втулке, жестко соединенной с общим основанием. На одной из втулок корпуса генератора выполнен винтовой паз, в зацепление с которым входит палец. К торцовой части корпуса генератора прикреплена пружина. Устройство содержит также ограничительные упоры.
Недостатком известного устройства является сложность и ненадежность регулирования скорости гидроагрегатов микроГЭС в связи с наличием в схеме регулирования множества громоздких и ненадежных дополнительных управляющих и промежуточных элементов воздействия на турбину.
Задачей изобретения является упрощение регулирования частоты вращения гидроагрегата, повышение эксплуатационной надежности устройства регулирования скорости гидроагрегата и повышение качества выдаваемой в сеть электроэнергии. Использование изобретения обеспечивает получение технического результата, заключающегося в стабилизации напряжения и частоты.
Получение указанного технического результата обеспечивается тем, что в устройстве преобразования электрической энергии, содержащем гидротурбину и гидрогенератор, на одном валу с гидротурбиной и гидрогенератором установлен вспомогательный синхронный электродвигатель, обмотка статора которого подключена к выводам гидрогенератора, а обмотка возбуждения подключена к блоку управления.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
Устройство преобразования электрической энергии состоит из гидротурбины 1 гидрогенератора 2, блока управления 4 и вспомогательного синхронного электродвигателя 3, установленного на одном валу с гидротурбиной 1 и гидрогенератором 2.
Устройство преобразования электрической энергии работает следующим образом. При отсутствии нагрузки в сети начальный реактивный момент статора гидрогенератора 2, вызываемый током возбуждения, уравновешивается тормозным моментом, обусловленным механическими потерями, что соответствует использованию гидротурбиной 1 той части энергии водяной струи, которая необходима для вращения гидрогенератора 2 в режиме холостого хода.
При увеличении нагрузки сети вплоть до номинальной вспомогательный синхронный электродвигатель 3 работает в режиме холостого хода и выполняет роль синхронного компенсатора. В перевозбужденном вспомогательном синхронном двигателе 3 появляется реактивная (емкостная) составляющая тока, улучшающая качество электроэнергии в сети.
Скорость вращения вспомогательного синхронного электродвигателя 3 остается строго постоянной при всех режимах его работы. Однако для этого к его статорной обмотке необходимо подавать от блока управления 4 ток номинальной частоты.
Блок управления 4 содержит сегментные генераторы, обмотка возбуждения и статорные обмотки которого соединены с диодами схемы выпрямления, которые, в свою очередь, соединены с регулятором напряжения и аккумуляторной батареей, трансформатор, диод и конденсатор, причем первичные обмотки трансформатора соединены со статорными обмотками, а вторичная обмотка через диод соединена с конденсатором, обкладки которого соединены с регулятором и массой.
С уменьшением напора воды, поступающей на гидротурбину 1, либо с увеличением тока в сети вспомогательный синхронный электродвигатель 3 нагружается путем подъема тока возбуждения. Так как полезная мощность вспомогательного синхронного электродвигателя 3 на валу, общем с гидротурбиной 1 и гидрогенератором 2, изменяется точно пропорционально создаваемому моменту, процесс регулирования упрощается.
Установка на общем валу вспомогательного синхронного электродвигателя 3 повышает синхронизирующую мощность гидрогенератора 2, обеспечивая его работу без выпадения из синхронизма с сетью даже при значительных изменениях момента.
Предлагаемая конструкция устройства преобразования электрической энергии позволяет упростить регулирование частоты вращения гидроагрегата при колебаниях напора воды или нагрузки сети, что повышает надежность системы регулирования и качество выдаваемой в сеть электроэнергии.
Claims (1)
- Устройство преобразования электрической энергии, содержащее гидротурбину, гидрогенератор, отличающееся тем, что на одном валу с гидротурбиной и гидрогенератором установлен вспомогательный синхронный электродвигатель, обмотка статора которого подключена к выводам гидрогенератора, а обмотка возбуждения подключена к блоку управления.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126445/07A RU2408126C1 (ru) | 2009-07-01 | 2009-07-01 | Устройство преобразования электрической энергии |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126445/07A RU2408126C1 (ru) | 2009-07-01 | 2009-07-01 | Устройство преобразования электрической энергии |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2408126C1 true RU2408126C1 (ru) | 2010-12-27 |
Family
ID=44055910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009126445/07A RU2408126C1 (ru) | 2009-07-01 | 2009-07-01 | Устройство преобразования электрической энергии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2408126C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641804C2 (ru) * | 2011-12-21 | 2018-01-22 | ОУПЕНХАЙДРОУ АйПи ЛИМИТЕД | Способ эксплуатации гидроэлектрической турбинной системы |
| RU2755960C1 (ru) * | 2020-10-01 | 2021-09-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Способ определения оптимального режима работы микрогидротурбины |
-
2009
- 2009-07-01 RU RU2009126445/07A patent/RU2408126C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641804C2 (ru) * | 2011-12-21 | 2018-01-22 | ОУПЕНХАЙДРОУ АйПи ЛИМИТЕД | Способ эксплуатации гидроэлектрической турбинной системы |
| RU2755960C1 (ru) * | 2020-10-01 | 2021-09-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Способ определения оптимального режима работы микрогидротурбины |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101707464B1 (ko) | 분산형 발전 시스템 | |
| CA2858761C (en) | Method for operating a wind turbine or a wind farm | |
| EP2589799B1 (en) | Wind power generation system and wind power generation system controlling method | |
| WO2011059706A3 (en) | Power oscillation damping employing a full or partial conversion wind turbine | |
| MX2014009619A (es) | Metodo para operar una planta de energia de ciclo combinado, y planta de energia de ciclo combinado. | |
| EP2893606A1 (en) | Connection system for power generation system with dc output | |
| US9683540B2 (en) | Electric unit for a pumped-storage power plant having components within and outside of an underground cavern | |
| US9178357B2 (en) | Power generation and low frequency alternating current transmission system | |
| WO2013108288A1 (ja) | 風力発電システム | |
| US20120038156A1 (en) | Electrical energy generating installation driven at variable rotational speeds, with a constant output frequency, especially a wind power installation | |
| AU2010238787A1 (en) | Electrical energy generating installation driven at variable rotational speeds, with a constant output frequency, especially a wind power installation | |
| Nouh et al. | Wind energy conversion systems: Classifications and trends in application | |
| CN110336326A (zh) | 一种定子回路单独直配高压电网的双馈风力/水力发电系统 | |
| JP2003088190A (ja) | 発電設備 | |
| US11637515B2 (en) | Systems and methods for controlling electrical power systems connected to a power grid | |
| RU2408126C1 (ru) | Устройство преобразования электрической энергии | |
| CN201903629U (zh) | 交流变压型励磁同步风力发电实验装置 | |
| CN102545757A (zh) | 一种应用于供暖负载的离网型风电机组的功率控制方法 | |
| AU2020104394A4 (en) | Hybrid Wind-Photovoltaic Power Generation System based on Variable-Speed Constant-Frequency Alternating Current Excitation Pumped-Storage Unit | |
| WO2016167816A1 (en) | Dynamic wind turbine energy storage device | |
| ES2928750T3 (es) | Un aparato de generación de energía hidroeléctrica | |
| CN216413931U (zh) | 可变速水电站 | |
| Aubert et al. | Variable Speed pumped Storage with Converter-Fed Synchronous Machines (CFSM)-increased value Addition in grids with Large penetration of wind and Solar generation | |
| CN113991709A (zh) | 可变速水电站及运营方法 | |
| CN203071858U (zh) | 无刷双馈变速恒频感应风力发电系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110702 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120727 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160702 |