RU41497U1 - Ветроэнергетическая установка - Google Patents

Ветроэнергетическая установка Download PDF

Info

Publication number
RU41497U1
RU41497U1 RU2004120350U RU2004120350U RU41497U1 RU 41497 U1 RU41497 U1 RU 41497U1 RU 2004120350 U RU2004120350 U RU 2004120350U RU 2004120350 U RU2004120350 U RU 2004120350U RU 41497 U1 RU41497 U1 RU 41497U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
power
wind
diesel
generator
Prior art date
Application number
RU2004120350U
Other languages
English (en)
Inventor
Т.А. Пунгас
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Ветроэнергетическая компания"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Ветроэнергетическая компания" filed Critical Закрытое акционерное общество "Ветроэнергетическая компания"
Priority to RU2004120350U priority Critical patent/RU41497U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU41497U1 publication Critical patent/RU41497U1/ru

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к ветроэнергетическим установкам, преобразующим энергию ветра в электрическую для автономного электроснабжения потребителей, не имеющих доступа к сетям централизованного электроснабжения. Ветроэнергетическая установка включает в себя ветроколесо, генератор переменного тока, регулятор заряда, аккумуляторную батарею, инвертор и дизель-генератор. Установка дополнительно содержит блок оптимизации нагрузки дизеля, включающий трансформатор, датчик тока, блок управления и силовой блок, при этом первичная обмотка трансформатора подключена к напряжению дизель-генератора, вторичная обмотка трансформатора через диодный мост силового блока подключена к аккумуляторной батарее, а силовая цепь дизель-генератора до точки подключения трансформатора пропущена через датчик тока, при этом датчик тока и блок управления подключены к программируемому процессору.

Description

Полезная модель относится к ветроэнергетическим установкам, преобразующим энергию ветра в электрическую для автономного электроснабжения потребителей, не имеющих доступа к сетям централизованного электроснабжения.
Современные автономные ветроэнергетические установки в большинстве случаев работают по следующей схеме: энергия, вырабатываемая ветрогенератором, преобразуется в постоянный ток и поступает на аккумуляторную батарею, которая служит накопительным и стабилизирующим звеном. Такое звено необходимо, потому что вырабатываемая ветрогенератором энергия зависит от скорости и направления ветрового потока, которые практически никогда не бывают постоянными, а также от скорости вращения ветроколеса, что, в свою очередь, также зависит от скорости и направления ветра, а также от приложенной нагрузки, которая также может быть переменной. Напряжение аккумуляторной батареи подается на питание нагрузки напрямую, либо через преобразователь напряжения, который инвертирует постоянное напряжение аккумуляторной батареи в стандартное переменное напряжение промышленной частоты.
Однако для постоянного электроснабжения объекта ветрогенератор нуждается в резервировании другим автономным источником электроэнергии, поскольку даже в районах с большими ветровыми
ресурсами случаются длительные периоды штилей. Увеличивать же емкость аккумуляторной батареи для того, чтобы запасенной энергии хватило на достаточно длительное время безветрия, не представляется возможным в основном по экономическим соображениям.
Известна ветроэнергетическая установка, содержащая инвертор, выпрямитель, аккумуляторную батарею, а также синхронную электрическую машину с приводом от ветродвигателя и синхронную электрическую машину с приводом от двигателя внутреннего сгорания, подключенные через автоматические выключатели к шинам потребителей электрической энергии, причем первая синхронная электрическая машина подключена через автоматический выключатель и выпрямитель к аккумуляторной батарее, которая параллельно подключена через автоматический выключатель и инвертор к шинам потребителей электрической энергии (патент РФ №2171913, МПК F 03 D 9/00, публикация 2001 г.).
Известна автономная ветродизельэлектрическая установка, содержащая подключенные с помощью автоматических выключателей к шинам потребителей асинхронную электрическую машину, соединенную с ветродвигателем, снабженным системой автоматического регулирования угла поворота лопастей ветроколеса, и синхронную электрическую машину с инерционным маховиком на валу, соединенную с помощью управляемой разобщительной муфты с поршневым двигателем внутреннего сгорания, а также балластную нагрузку с регулятором мощности, подключенную к шинам потребителей с помощью автоматического выключателя, регулятор мощности дизеля, датчик активной мощности асинхронной электрической машины, задатчик величины максимальной активной мощности установки (патент РФ №2174191, МПК F 03 D 9/00, публикация 2001 г.).
Известна ветроэнергетическая установка, включающая ветровое колесо, которое механически связано с генератором переменного тока и стабилизатором оборотов, которые электрически соединены с блоком управления и коммутации, который также электрически соединен с дизель-генератором и потребителями электроэнергии, при этом генератор переменного тока выполнен таким образом, что в нем ротор и статор имеют свои магнитопроводы и механически соединены с наименьшим зазором, магнитопроводы на роторе находятся в зоне действия магнитного поля обмотки подмагничивания, которая закреплена на статоре, а вокруг магнитопроводов статора намотаны выходные обмотки, которые через блок управления и коммутации электрически соединены с потребителями электроэнергии (заявка на изобретение №2002100028, МПК F 03 D 9/00, публикация 2003 г.).
К недостаткам известных ветроэнергетических установок с использованием дизель-генератора можно отнести следующие обстоятельства.
При уменьшении коэффициента загрузки дизель-генератора значительно возрастает удельный расход топлива на производство 1 кВтч электроэнергии, что ведет к удорожанию использования такой установки. Кроме того, производители запрещают эксплуатацию дизель-генератора на холостом ходу или с нагрузкой менее 15% от номинала в течение длительного времени (более 10-15 минут), так как это ведет к ускоренному износу и выходу из строя дизельного двигателя.
Задачей создания настоящей полезной модели является расширение арсенала технических средств, используемых в ветроэнергетических установках, преобразующих энергию ветра в электрическую для автономного электроснабжения потребителей, а также обеспечение оптимальной нагрузки используемых в ветроэнергетических установках
дизель-генераторов, и, соответственно, повышению экономичности и моторесурса ветроэнергетических установок в целом.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.
Ветроэнергетическая установка включает в себя ветроколесо, генератор переменного тока, регулятор заряда, аккумуляторную батарею, инвертор и дизель-генератор. Установка дополнительно содержит блок оптимизации нагрузки дизеля, включающий трансформатор, датчик тока, блок управления и силовой блок, при этом первичная обмотка трансформатора подключена к напряжению дизель-генератора, вторичная обмотка трансформатора через диодный мост силового блока подключена к аккумуляторной батарее, а силовая цепь дизель-генератора до точки подключения трансформатора пропущена через датчик тока, при этом датчик тока и блок управления подключены к программируемому процессору.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемой ветроэнергетической установки; на фиг.1 - схема блока оптимизации нагрузки дизель-генератора.
Ветроэнергетическая установка содержит ветроколесо 1, генератор переменного тока 2, регулятор заряда 3, аккумуляторную батарею 4, инвертор 5 и дизель-генератор 6. Инвертор и дизель-генератор соединены с потребителями электроэнергии через блок управления 7 блока оптимизации нагрузки дизель-генератора (БОНД) 8, который включает также трансформатор 9, датчик тока 10 и силовой блок 11.
В процессе работы ветроэнергетической установки трехфазный ток с ветрогенератора через соединительный кабель поступает на трехпозиционный рубильник, который позволяет в случае необходимости закорачивать и останавливать ветрогенератор. С рубильника ток, вырабатываемый ветрогенератором, поступает на регулятор заряда. Там он
преобразуется в постоянный ток, который поступает на заряд аккумуляторной батареи. От аккумуляторной батареи питание поступает на инвертор, который преобразует постоянное напряжение 96 В в переменное напряжение 220 В. Напряжение инвертора через блок управления подается на питание потребителей.
В период безветрия, либо при превышении мощностью нагрузки выработки электрогенератора, напряжение аккумуляторной батареи начинает уменьшаться, и, по достижении порогового значения, блок управления дает сигнал на запуск дизель-генератора. После запуска дизель-генератора часть потребителей (освещение, электроплиты и другие электробытовые приборы) переводится на дизель-генератор. Другая часть потребителей энергии (компьютеры, бытовая электроника и т.п. дорогостоящие приборы, кратковременные перерывы в питании которых могут повлечь за собой выход их из строя.
Трансформатор блока оптимизации нагрузки дизель-генератора представляет из себя силовой трансформатор мощностью 6,0 кВА, двухсекционная первичная обмотка которого имеет по 8 отпаек с каждой стороны. Эти обмотки коммутируются 5 бесконтактными тиристорными ключами силового блока (клеммы а, б, в, г, д) по команде, поступающей с блока управления. В каждый момент времени замкнут только один тиристорный ключ. Таким образом меняется коэффициент трансформации трансформатора и, следовательно, напряжение вторичной обмотки (пара клемм ~/~ силового блока). Напряжение вторичной обмотки выпрямляется диодным мостом силового блока и подается на заряд аккумуляторной батареи (клеммы +/- силового блока). Ток заряда аккумуляторной батареи обратно пропорционален коэффициенту трансформации трансформатора.
Количество отпаек (8) больше количества тиристорных ключей (5), что позволяет при введении комплекса в работу подстраивать блок оптимизации нагрузки дизеля под конкретные условия работы.
Первичная обмотка трансформатора подключена к напряжению дизель-генератора. Силовая цепь дизель генератора до точки подключения трансформатора пропущена через датчик тока, который, таким образом, считывает сумму тока внешней нагрузки и тока заряда аккумуляторной батареи (опосредованно).
В блоке управления реализован следующий алгоритм: имеются два настраиваемых порога срабатывания по току, верхний и нижний. Верхний соответствует 80-90% номинальной нагрузки дизель-генератора, нижний - 60-70%. Если ток через датчик тока превысит верхний порог, блок управления немедленно разрывает первичную обмотку трансформатора. Затем блок управления начинает по очереди переключать отпайки трансформатора, поднимая его вторичное напряжение и увеличивая ток заряда. Это происходит, пока ток не превысит нижний порог срабатывания.
Таким образом, нагрузка дизель-генератора постоянно находится в пределах 60-90%, что является оптимальным режимом.
Когда напряжение на аккумуляторной батарее достигает верхнего порогового значения, дизель-генератор останавливается, вся нагрузка опять переводится на инвертор.
В блоке управления предусмотрена возможность принудительной разгрузки генератора сухим контактом (внешняя блокировка 12), что позволяет разгрузить генератор за доли секунды до пуска электродвигателя или включения другого оборудования с большим пусковым током.
Схема датчика тока и блока управления реализована на программируемом процессоре (не показан). Наличие цифрового индикатора и кнопок позволяет настраивать пороги срабатывания и временные уставки при настройке блока для работы с конкретным оборудованием.
Данная схема позволяет обеспечить постоянной электроснабжение, не зависящее от наличия ветра, а также обеспечить дизель-генератор практически постоянной нагрузкой на периоды работы, исключить вероятность его работы на холостом ходу и с малыми нагрузками, что, в свою очередь способствует экономии топлива.

Claims (1)

  1. Ветроэнергетическая установка, включающая ветроколесо, генератор переменного тока, регулятор заряда, аккумуляторную батарею, инвертор и дизель-генератор, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок оптимизации нагрузки дизель-генератора, включающий трансформатор, датчик тока, блок управления и силовой блок, при этом первичная обмотка трансформатора подключена к напряжению дизель-генератора, вторичная обмотка трансформатора через диодный мост силового блока подключена к аккумуляторной батарее, а силовая цепь дизель-генератора до точки подключения трансформатора пропущена через датчик тока, при этом датчик тока и блок управления подключены к программируемому процессору.
    Figure 00000001
RU2004120350U 2004-07-06 2004-07-06 Ветроэнергетическая установка RU41497U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120350U RU41497U1 (ru) 2004-07-06 2004-07-06 Ветроэнергетическая установка

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120350U RU41497U1 (ru) 2004-07-06 2004-07-06 Ветроэнергетическая установка

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU41497U1 true RU41497U1 (ru) 2004-10-27

Family

ID=40821605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004120350U RU41497U1 (ru) 2004-07-06 2004-07-06 Ветроэнергетическая установка

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU41497U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009035363A1 (fr) * 2007-09-14 2009-03-19 Viktor Vladimirovich Tsarev Système d'alimentation électrique autonome
RU2606636C2 (ru) * 2011-12-21 2017-01-10 Воббен Пропертиз Гмбх Генератор безредукторной ветровой энергетической установки

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009035363A1 (fr) * 2007-09-14 2009-03-19 Viktor Vladimirovich Tsarev Système d'alimentation électrique autonome
AU2007358778B2 (en) * 2007-09-14 2011-10-06 Aleksandr Nikolaevich Alekseevich Autonomous power supply system
US8312733B2 (en) 2007-09-14 2012-11-20 Ip React Llc Autonomous power supply system
RU2606636C2 (ru) * 2011-12-21 2017-01-10 Воббен Пропертиз Гмбх Генератор безредукторной ветровой энергетической установки

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2251953B1 (en) Genset system with energy storage for transient response
US8912738B2 (en) Drive system, method for operating a drive system, and use
US3984750A (en) Alternator-rectifier unit with phase winding and rectifier sets subject to series-parallel switching
EP2302786A1 (en) Excitation control system for marine diesel brushless doubly fed shaft generator and control method thereof
US10483890B2 (en) Engine generator comprising an electrical load-dependent delta to WYE switching unit
CN104993580B (zh) 油电混合直流供电装置
CN103925168B (zh) 一种可低风辅助启动的风力发电系统
JPWO2013088552A1 (ja) 電力変換装置および電力変換装置の制御方法
KR20180124113A (ko) 가변 속도 엔진을 구비하는 발전 시스템 및 가변 속도 엔진을 크랭킹하는 방법
RU41497U1 (ru) Ветроэнергетическая установка
RU2262790C1 (ru) Автономная система бесперебойного электроснабжения, использующая возобновляемый источник энергии
RU48489U1 (ru) Преобразователь универсальный мобильный сварочный
US10790670B1 (en) Hybrid generator system and method with multi tasked power inverter
GB2350946A (en) Motor vehicle power supply
RU2319277C1 (ru) Автономный источник электроэнергии постоянного тока
US11658505B2 (en) Hybrid universal load conditioner
RU48849U1 (ru) Преобразователь универсальный сварочный
Grzesiak et al. Application of a permanent magnet machine in the novel hygen adjustable-speed load-adaptive electricity generating system
CN211880150U (zh) 一种通讯基站用混合直流供电电源及其控制系统
WO2006105631A1 (fr) Convertisseur mobile universel destine au soudage
CN202333945U (zh) 直流变速发电机
WO2010002051A1 (en) Engine-generator provided with super capacitor
RU183916U1 (ru) Источник бесперебойного питания
RU2765158C2 (ru) Ветродизельная электростанция
RU158933U1 (ru) Автономная ветро-дизель-электрическая установка

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080707

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20100220

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120707