RU95434U1 - MULTIFUNCTIONAL ENERGY COMPLEX (IEC) - Google Patents

MULTIFUNCTIONAL ENERGY COMPLEX (IEC) Download PDF

Info

Publication number
RU95434U1
RU95434U1 RU2009140343/22U RU2009140343U RU95434U1 RU 95434 U1 RU95434 U1 RU 95434U1 RU 2009140343/22 U RU2009140343/22 U RU 2009140343/22U RU 2009140343 U RU2009140343 U RU 2009140343U RU 95434 U1 RU95434 U1 RU 95434U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converter
power
load
outputs
network
Prior art date
Application number
RU2009140343/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Викторович Матвеев
Владимир Иннокентьевич Переводчиков
Юрий Константинович Розанов
Андрей Робертович Шульга
Роберт Николаевич Шульга
Александр Владимирович Щербаков
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
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 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2009140343/22U priority Critical patent/RU95434U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU95434U1 publication Critical patent/RU95434U1/en

Links

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Комбинированный многофункциональный энергетический комплекс, содержащий разнородные источники и накопитель электроэнергии, присоединенные к входам сетевого и автономного преобразователей, входы которых подключены к нагрузке, выходы датчиков которой присоединены к входам агрегатных систем автоматического управления каждого преобразователя, а выходы указанных систем присоединены к цепям управления каждого преобразователя, отличающийся тем, что сетевой преобразователь выполняется на высоковольтных вакуумных приборах, а выходы агрегатных систем управления преобразователей подсоединяются к входу блока системы управления верхнего уровня, выходы которого соединены с цепями управления вентилей каждого преобразователя. A combined multifunctional energy complex containing heterogeneous sources and an energy storage device connected to the inputs of a network and autonomous converters, the inputs of which are connected to a load, the outputs of the sensors of which are connected to the inputs of the aggregate automatic control systems of each converter, and the outputs of these systems are connected to the control circuits of each converter, characterized in that the network converter runs on high-voltage vacuum devices, and the outputs of agr converter control systems are connected to the input of the control unit of the upper level, the outputs of which are connected to the control circuits of the valves of each converter.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к гибридным энергетическим комплексам, обеспечивающим бесперебойное энергоснабжение нагрузки при обеспечении заданных показателей качества энергоснабжения и наличии разнородных источников электроэнергии.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to hybrid energy complexes that provide uninterrupted power supply to the load while providing specified indicators of the quality of power supply and the presence of diverse sources of electricity.

Задача полезной модели - обеспечивать гарантированное энергоснабжение нагрузки при использовании разнородных источников электроэнергии: дизель-генераторов, с использованием синхронных генераторов (СГ), ветровых энергоустановок (ВЭУ) с асинхронными генераторами (АГ), фотоэлектрических установок (ФЭУ), накопителей электроэнергии (НЭЭ) с использованием аккумуляторных батарей (АБ) и/или топливных элементов (ТЭ). Многофункциональный энергетический комплекс МЭК должен обеспечить режимы заряда, хранения и разряда НЭЭ, ликвидировать провалы и выбросы напряжения и демпфировать качания напряжения на шинах нагрузки, например, при коммутациях источников.The objective of the utility model is to provide guaranteed power supply to the load when using heterogeneous sources of electricity: diesel generators using synchronous generators (SG), wind power plants (wind turbines) with asynchronous generators (AG), photovoltaic installations (PMTs), electric energy storage devices (NEE) with using rechargeable batteries (AB) and / or fuel cells (TE). The multifunctional energy complex of the IEC should provide modes of charge, storage and discharge of NOE, eliminate voltage dips and surges, and dampen voltage swings on load buses, for example, when switching sources.

Известны, как минимум, три типа МЭК: автономный, сетевой и комбинированный МЭК.At least three types of IEC are known: stand-alone, network, and combined IEC.

Автономный МЭК.А изолирован от сети, работает на пассивную нагрузку и содержит 1-2 различных источника, например, СГ (АГ) и ФЭУ, а также накопитель НЭЭ в виде АБ или ТЭ. Такой МЭК.А выполняется на небольшие мощности (до 0,1 МВт) и низкое напряжение (0,4 кВ), например, в виде солнечно-ветровой энергетической установки с НЭЭ на основе АБ или ТЭ. (В.М.Андреев, А.Г.Забродский, С.О.Когновицкий «Интегрированная солнечно-ветровая энергетическая установка с накопителем энергии на основе водородного цикла», «Альтернативная энергия и экология АЭЭ» №2(46), 2007 г., стр.99-105) [1].Autonomous MEK.A is isolated from the network, runs on a passive load and contains 1-2 different sources, for example, SG (AG) and PMT, as well as an accumulator of NEE in the form of AB or TE. Such an IEC.A is carried out at low power (up to 0.1 MW) and low voltage (0.4 kV), for example, in the form of a solar-wind power plant with a NEE based on AB or TE. (V.M. Andreev, A.G. Zabrodsky, S.O. Kognovitsky “Integrated solar-wind power plant with energy storage based on the hydrogen cycle”, “Alternative Energy and Ecology of AEE” No. 2 (46), 2007 , pp. 99-105) [1].

Недостатком автономных МЭК является их недостаточная мощность и как следствие недостаточное качество энергоснабжения.The disadvantage of autonomous IECs is their insufficient power and, as a consequence, insufficient quality of energy supply.

Сетевой МЭК отличается наличием дополнительной связи с энергосистемой через сетевой преобразователь dc-ac или dc-dc. Сетевой преобразователь рассчитан на реверс мощности из автономной сети в энергосистему или наоборот и его мощность определяется мощностью нагрузки и избыточной (либо недостаточной) мощностью источников автономной системы. Примером подобного сетевого МЭК является наиболее крупная из известных установок в г.Фэрбэнкс (США) с использованием НЭЭ в виде никель-кадмиевых АБ мощностью до 27 МВт (длительность разряда 15 мин), работающая на энергосистему 138 кВ (L.Gyugyi «Apparatus and method for interline power flow control», Патент US 5698969, класс G05F 1/70, опубликован 1997 г.) [2].The network IEC is characterized by the presence of additional communication with the power system through a dc-ac or dc-dc network converter. The network converter is designed to reverse power from an autonomous network to a power system or vice versa, and its power is determined by the load power and the excess (or insufficient) power of the sources of the autonomous system. An example of such a network IEC is the largest of the known installations in Fairbanks (USA) using NEE in the form of nickel-cadmium batteries with a capacity of up to 27 MW (discharge time 15 min), operating on a 138 kV power system (L. Gyugyi “Apparatus and method for interline power flow control ”, Patent US 5698969, class G05F 1/70, published 1997) [2].

Другим примером сетевого МЭК является МЭК с НЭЭ на основе водородного цикла мощностью 0,25 МВт и длительностью разряда от 5 мс до 30 с, связанного с сетью 25 кВ, который поддерживает стабильность напряжения на шинах нагрузки от 2,2 до 4,6% (Bebic Jovan, Lehn Peter, «Hybrid power flow controller and method». Патент ЕР 1573878, класс HO253/18, опубликован 17.09.2005 г.) [3].Another example of a network IEC is an IEC with a NEE based on a 0.25 MW hydrogen cycle and a discharge duration of 5 ms to 30 s, connected to a 25 kV network, which maintains voltage stability on load buses from 2.2 to 4.6% ( Bebic Jovan, Lehn Peter, “Hybrid power flow controller and method.” Patent EP 1573878, class HO253 / 18, published September 17, 2005) [3].

Недостатком сетевых МЭК является ограниченность интервала гарантированного энергоснабжения, определяемого запасенной энергией НЭЭ, а также высокой стоимостью накопителя.The disadvantage of network IECs is the limited interval of guaranteed energy supply, determined by the stored energy of the NOE, as well as the high cost of the drive.

Для ликвидации вышеуказанных недостатков предлагается схема комбинированного МЭК, который отличается от предыдущих (автономного и сетевого МЭК) следующими особенностями:To eliminate the above disadvantages, a combined IEC scheme is proposed, which differs from the previous ones (stand-alone and network IEC) in the following features:

- содержит как минимум три источника электроэнергии в виде генератора СГ, автономного и сетевого преобразователей с накопителями;- contains at least three sources of electricity in the form of an SG generator, autonomous and network converters with drives;

- может включать широкий набор дополнительных источников электроэнергии, например, ВЭУ, ФЭУ, ТЭ и др. Указанные источники подключаются к шинам нагрузки: асинхронный генератор АГ для ВЭУ через преобразователь ac-dc-ac, остальные источники через преобразователи ac-dc;- may include a wide range of additional sources of electricity, for example, wind turbines, photomultipliers, fuel cells, etc. These sources are connected to the load buses: asynchronous AG generator for wind turbines through an ac-dc-ac converter, other sources through ac-dc converters;

- преобразователи могут выполняться как на основе силовых полупроводниковых приборов (СПП), так и на основе высоковольтных вакуумных приборов (ВВП).- converters can be performed both on the basis of power semiconductor devices (SPP), and on the basis of high-voltage vacuum devices (GDP).

Мощность и число СГ, АГ определяются базисной мощностью нагрузки и/или избыточной мощностью, отдаваемой в сеть. Мощность НЭЭ (АБ, ТЭ) определяется мощностью единичного генератора (СГ или АГ), который может выйти из строя. Запасенная в НЭЭ энергия должна обеспечить бесперебойное питание нагрузки в течение интервала 1-10 минут вплоть до запуска резервного генератора. Кроме того, НЭЭ может выравнивать колебания мощности на шинах нагрузки из-за фликкера ВЭУ, изменения освещенности ФЭУ, качаний мощности между нагрузкой и сетью в переходных режимах и др.The power and the number of SGs, AGs are determined by the base load power and / or excess power delivered to the network. The power of the NEE (AB, TE) is determined by the power of a single generator (SG or AG), which can fail. The energy stored in the NEE should provide uninterrupted power to the load for an interval of 1-10 minutes until the start of the backup generator. In addition, the NEE can equalize power fluctuations on the load buses due to the flicker of the wind turbines, changes in the illumination of the PMT, power swings between the load and the network in transient conditions, etc.

Применение преобразователей с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на повышенных частотах (1-2 кГц) позволяет снизить установленную мощность фильтров при обеспечении заданного качества напряжения нагрузки. Полная управляемость приборов ВВП и СПП позволяет повысить быстродействие преобразователей до величины порядка 0,01 с.The use of pulse-width modulated (PWM) converters at increased frequencies (1-2 kHz) allows to reduce the installed filter power while ensuring the specified quality of the load voltage. The full controllability of the GDP and SPP devices allows to increase the speed of converters to a value of about 0.01 s.

Для пояснения существа предлагаемого изобретения на рисунках (фиг.1-5) приведены схемы и графики, иллюстрирующие работу устройства.To explain the essence of the invention, the figures (Figures 1-5) show diagrams and graphs illustrating the operation of the device.

Схема предлагаемого устройства в минимальной конфигурации приведена на фиг.1, где приняты обозначения:The scheme of the proposed device in the minimum configuration is shown in figure 1, where the designations are:

1 - синхронный генератор СГ 6 кВ; 2 - шкафы распредустройства РУ 6 кВ; 3 - эквивалент нагрузки, приведенный к напряжению 6 кВ; 4, 4' - соответственно преобразовательные тр-ры 6/35 кВ и 6/0,4 кВ; 5,5' - соответственно РУ 6 кВ и РУ 0,4 кВ с фильтрами; 6,6' - соответственно фазные реакторы преобразователей; 7,7' - соответственно преобразователи (инверторы) напряжения на ВВП и СПП соответственно ПС-И1, ПА-И2; 8,8' - соответственно РУ-77 кВ и РУ-1 кВ с источниками напряжения и накопителем (АБ); 9, 9' - соответственно преобразователь dc-ac и ЭДС энергосистемы; 10 - блок синхронизации и синфазирования; 11, 12 - соответственно агрегатные системы управления преобразователями 7 и 7'; 22 - блок системы управления верхнего уровня.1 - synchronous generator SG 6 kV; 2 - switchgear cabinets of switchgear 6 kW; 3 - load equivalent reduced to a voltage of 6 kV; 4, 4 ', respectively, converter cables 6/35 kV and 6 / 0.4 kV; 5.5 '- respectively 6 kV switchgear and 0.4 kV switchgear with filters; 6.6 '- respectively phase reactors of converters; 7.7 '- voltage converters (inverters) for GDP and SPP, respectively, PS-I1, PA-I2, respectively; 8.8 '- respectively RU-77 kV and RU-1 kV with voltage sources and storage (AB); 9, 9 ', respectively, the dc-ac converter and the EMF of the power system; 10 - block synchronization and common mode; 11, 12 - respectively, aggregate control systems of converters 7 and 7 '; 22 - block control system of the upper level.

В качестве прототипа может быть использована схема (Патент JP №2001 177 995 А, класс H02J 3/28, G05F 1/66,67, опубликован 29.06.2001)[4], которая содержит источник переменного напряжения (энергосистема), нагрузку, один или более параллельно включенных преобразователей с системой их управления, нагруженных на накопитель электроэнергии, параллельно которому присоединяется фотоэлектрическая установка ФЭУ.As a prototype, a circuit can be used (JP Patent No. 2001 177 995 A, class H02J 3/28, G05F 1 / 66.67, published June 29, 2001) [4], which contains an AC voltage source (power system), a load, one or more in parallel connected converters with their control system, loaded onto an energy storage device, in parallel with which a photomultiplier photomultiplier is connected.

Недостатком схемы [4] является наличие синхронной связи нагрузки и энергосистемы, т.е. отсутствие сетевого преобразователя тем более на высоковольтных вакуумных приборах, и как следствие недостаточную надежность энергоснабжения нагрузки. Например, при аварии энергосистемы ночью, когда ФЭУ не работает, а емкость накопителя электроэнергии не обеспечивает длительное питание, происходит перерыв энергоснабжения нагрузки.The disadvantage of the circuit [4] is the presence of a synchronous connection of the load and the power system, i.e. the absence of a network converter, especially on high-voltage vacuum devices, and as a result, insufficient reliability of the power supply to the load. For example, in the event of a power system accident at night, when the PMT does not work, and the capacity of the energy storage device does not provide continuous power, the load is interrupted.

Цель изобретения - обеспечение гарантированного качества и отсутствие перерывов энергоснабжения нагрузки. Указанная цель достигается благодаря использованию:The purpose of the invention is to ensure guaranteed quality and the absence of interruptions in the power supply of the load. The specified goal is achieved through the use of:

- разнотипных источников электроэнергии: генераторы переменного тока (СГ и/или АГ) и постоянного тока (ФЭУ), а также разнотипных накопителей электроэнергии (АБ и/или ТЭ)- different types of electric power sources: alternating current generators (SG and / or AG) and direct current (PMT), as well as different types of electric energy storage devices (AB and / or TE)

- разнородных преобразователей напряжения на силовых полупроводниковых приборах (СПП) для автономных преобразователей и высоковольтных вакуумных приборах (ВВП) для сетевого преобразователя.- heterogeneous voltage converters on power semiconductor devices (SPP) for stand-alone converters and high voltage vacuum devices (GDP) for a network converter.

- применением в системе управления блока верхнего уровня управления, входы которого присоединены к выходам системы управления каждого преобразователя, а выходы которого присоединены к входам сетевого и автономных преобразователей. При этом блок верхнего уровня задает режимы работы преобразователей (заряд-разряд), уставки мощностей и напряжений, а также порядок их использования при осуществлении коммутационных операций, включая действия защит при возникновении аварии.- the use in the control system of a block of the upper control level, the inputs of which are connected to the outputs of the control system of each converter, and the outputs of which are connected to the inputs of the network and autonomous converters. In this case, the upper level unit sets the operating modes of the converters (charge-discharge), the settings of the capacities and voltages, as well as the procedure for their use in the implementation of switching operations, including the actions of protections in the event of an accident.

Схема моделирования предлагаемого устройства в программном комплексе Advanced Transient Program (ATP) приведена на рисунке (фиг.2). Применяются обозначения аналогичные рисунку (фиг.1). Кроме силовых элементов, в нижней части рисунка (фиг.2) представлены элементы системы автоматического управления комплексом (САУК). Принимаются следующие обозначения переменных:The simulation scheme of the proposed device in the Advanced Transient Program (ATP) is shown in the figure (figure 2). Designations are applied similar to the figure (figure 1). In addition to the power elements, in the lower part of the figure (figure 2) presents the elements of the automatic control system of the complex (SAUK). The following notation of variables is accepted:

US, IS (UH, IH) - измеренные мгновенные значения напряжений и токов;US, IS (U H , I H ) - measured instantaneous values of voltages and currents;

РР, QQ (Рисо, Qисо) - измеренные значения активной и реактивной мощностей;PP, QQ (P iso , Q iso ) - measured values of active and reactive powers;

PUST, QUST - уставки активной и реактивной мощностей;PUST, QUST - active and reactive power settings;

UPT, IPT (Ud, Id, IАБ) - измеренные мгновенные значения напряжения и тока каждого преобразователя на стороне постоянного тока;UPT, IPT (Ud, Id, I АБ ) - measured instantaneous values of voltage and current of each converter on the DC side;

ALPH1, ALPH2 - углы управления преобразователей 1 и 2;ALPH1, ALPH2 - control angles of converters 1 and 2;

AMPL1, AMPL2 - коэффициенты модуляции ШИМ преобразователей 1, 2;AMPL1, AMPL2 - modulation coefficients of PWM converters 1, 2;

DALPH, DAMPL - соответственно сигналы коррекции углов и коэффициентов модуляции;DALPH, DAMPL - signals of correction of angles and modulation coefficients, respectively;

RT, XT - суммарные активные и реактивные сопротивления трансформаторов и реакторов каждого преобразователя;RT, XT - total active and reactive resistances of transformers and reactors of each converter;

VR, VX, UINVR - активные, реактивные составляющие и полные напряжения инверторов преобразователей. Кроме того, в схеме МЭК контролируются напряжения и токи реакторов Up, Ip, напряжения и токи вентилей и др. интересующие переменные.VR, VX, UINVR - active, reactive components and full voltage of inverters of converters. In addition, the IEC circuit monitors the voltages and currents of the reactors U p , I p , the voltages and currents of the valves, and other variables of interest.

САУК содержит программные регуляторы активной и реактивной мощностей для каждого преобразователя, а также регуляторы напряжения.SAUK contains software regulators of active and reactive power for each converter, as well as voltage regulators.

Выполненные на модели эксперименты показали, что оптимальной структурой САУК является структура, содержащая наряду с программными регуляторами активных и реактивных мощностей, регуляторы напряжения нагрузки, которые обеспечивают наилучшее качество переходного процесса (длительность переходного процесса на уровне 0,05 с, перерегулирование отсутствует).The experiments performed on the model showed that the optimal structure of the ACS is a structure containing, along with software regulators of active and reactive powers, load voltage regulators that provide the best quality of the transient process (the duration of the transient process is at the level of 0.05 s, there is no overshoot).

На (фиг.3) приведена блок-схема системы управления и регулирования автономного преобразователя И2. На указанной схеме в верхней части в квадратиках отмечены датчики в виде трансформаторов напряжения и тока с измерительными преобразователями (ИП) тока, напряжения, мощности. Выходы указанных ИП через сигнальные кабели подключены ко входам блока системы управления ПА (СУП.А), а выходы блока с сигналами по углу управления αo и коэффициенту модуляции mo сравниваются с корректирующими сигналами регуляторов PA и QA. Кроме того, сигнал по m корректируется выходным сигналом регулятора напряжения в нижней части рисунка (фиг.3). Вычисленные сигналы подаются на блок фазоимпульсного устройства ФИУ ПА, который генерирует импульсы управления вентилями ПА.Figure 3 shows a block diagram of a control and regulation system of an autonomous I2 converter. In the indicated diagram, in the upper part, in the squares, sensors are indicated in the form of voltage and current transformers with measuring transducers (IP) of current, voltage, and power. The outputs of these IPs through signal cables are connected to the inputs of the PA control system unit (SUP.A), and the outputs of the unit with signals by the control angle α o and modulation coefficient m o are compared with the correction signals of the regulators P A and Q A. In addition, the signal for m is corrected by the output signal of the voltage regulator in the lower part of the figure (figure 3). The calculated signals are fed to the block of the phase-pulse device FIU PA, which generates control pulses of the valves PA.

В качестве измеренных величин используются значения:The following values are used as measured values:

- на нагрузке UH, QH, PH, которые сравниваются с уставками (обведены кружком) UНуст, QHуст, PНуст;- at the load U H , Q H , P H , which are compared with the settings (circled) U Nust , Q Hust , P Nust ;

- на преобразователе ПС Qиa, Риа, которые сравниваются с соответствующими значениями мощностей нагрузки;- on the converter PS Qia, Ria, which are compared with the corresponding values of the load power;

- на выходе преобразователя ПА PАБ, UАБ, причем последнее сравнивается с уставкой UАБзад.- at the output of the converter PA P AB , U AB , and the latter is compared with the setting U AB back .

Ключи в цепи Ро и Qo с индексами Р и З обозначают соответственно режимы разряда и заряда преобразователя ПА.The keys in the circuit Po and Qo with the indices P and 3 denote, respectively, the discharge and charge modes of the PA converter.

Регуляторы Р, Q, U приняты апериодическими, коэффициенты усиления и постоянные времени, которых выбираются в зависимости от параметров преобразователя и нагрузки.Regulators P, Q, U are adopted aperiodic, gain and time constants, which are selected depending on the parameters of the Converter and the load.

В цепи измерителей Р, Q, U также установлены апериодические и режекторные фильтры для исключения влияния гармонических искажений на работу регуляторов. Аналогичная структура используется для сетевого преобразователя ПС.Aperiodic and notch filters are also installed in the chain of meters P, Q, U to eliminate the influence of harmonic distortion on the operation of the regulators. A similar structure is used for the network converter PS.

На рисунке (фиг.4) приведена блок-схема системы управления и регулирования (САУК) комбинированного преобразователя, которая соответствует схеме (фиг.1). На указанной схеме в верхней части приведены силовые элементы схемы фиг.1:The figure (figure 4) shows a block diagram of a control and regulation system (ACS) of the combined converter, which corresponds to the circuit (figure 1). On the specified diagram in the upper part shows the power elements of the circuit of figure 1:

- дизель-генератор ДГ или асинхронный генератор АГ ВЭУ (МГЭС);- DG diesel generator or asynchronous generator AG VEU (SHPP);

- преобразователь сетевой ПС (И1), преобразователь автономный ПА (И2).- converter network PS (I1), converter autonomous PA (I2).

Может присутствовать также преобразователь И3 в случае применения ФЭУ. Ниже в квадратиках и кружках показана система измерения и фильтрации. САУК комбинированного МЭК представлена блок-схемой, обведенной пунктиром.An I3 converter may also be present if a PMT is used. The boxes and circles below show the measurement and filtering system. ACS of the combined IEC is represented by a dotted block diagram.

В САУК входит устройство синхронизации и синфазирования в виде автономного генератора, задающего амплитуду, фазу и частоту для САУК и щита управления ДГ (ЩУДГ) САУК также содержит блок-схемы СУП и ФИУ соответственно для преобразователей ПС и ПА.The SAUK includes a synchronization and common-mode device in the form of an autonomous generator that sets the amplitude, phase and frequency for the SAUK and the control panel of the diesel engine (SHUDG) The SAUK also contains block diagrams of the control system and the power unit, respectively, for PS and PA converters.

На графиках (фиг.5) приведены переходные процессы в комбинированном МЭК (tgφн=0,5) в схеме (фиг.1). В исходном состоянии генератор СГ питает нагрузку; в момент 0,1 с включается сетевой преобразователь И1, в момент 0,3 с отключается СГ, а в момент 0,6 с отключается И1 и включается автономный преобразователь И2. Обратный перевод питания нагрузки от сетевого преобразователя И1 осуществляется в момент 0,9 с и сопровождается предварительной подачей импульсов (в момент 1 с) на вентили И1 с последующей подачей уставок мощностей (1,2 с). Переходный процесс сопровождается взаимным мешающим влиянием регуляторов напряжения обоих преобразователей и колебательным процессом выравнивания напряжений на емкостях оборудования. Для исключения взаимного влияния регулятор напряжения И2 должен отключаться в момент включения И1.The graphs (figure 5) show the transients in the combined IEC (tgφ n = 0.5) in the circuit (figure 1). In the initial state, the SG generator feeds the load; at the moment of 0.1 s the I1 network converter is turned on, at the moment of 0.3 s the SG is turned off, and at the moment of 0.6 s I1 is turned off and the autonomous I2 converter is turned on. The reverse transfer of load power from the I1 network converter is carried out at the moment of 0.9 s and is accompanied by a preliminary supply of pulses (at the moment of 1 s) to the I1 valves with the subsequent supply of power settings (1.2 s). The transition process is accompanied by a mutual interfering influence of the voltage regulators of both converters and the oscillatory process of voltage equalization on the equipment capacities. To eliminate mutual influence, the voltage regulator I2 must be switched off at the moment of switching on I1.

Активные мощности (график фиг.5а) равны: нагрузки Рн=1 МВт, для И1 Pd=1,15 МВт, Рисо1=1 МВт, для И2-РАБ=1,08 МВт, Рисо2=1,03 МВт. Реактивные мощности (фиг.5б) равны: нагрузки Qн=0,5 МВА, для преобразователей Qисо1=Qисо2=0,5 МВА.Active capacities (graph of Fig. 5a) are equal to: loads Рн = 1 MW, for I1 Pd = 1.15 MW, Riso 1 = 1 MW, for I2-R AB = 1.08 MW, Riso 2 = 1.03 MW. Reactive power (figb) is equal to: load Qn = 0.5 MVA, for converters Qiso 1 = Qiso 2 = 0.5 MVA.

Анализ графиков (фиг.5) показывает, что благодаря наличию НЭЭ в виде АБ (или ТЭ), нагруженного на преобразователь И2, полностью исключается перерыв энергоснабжения нагрузки при приемлемых отклонениях уровня напряжения.The analysis of the graphs (Fig. 5) shows that due to the presence of the NEE in the form of an AB (or TE) loaded on the I2 converter, the load supply interruption is completely eliminated with acceptable deviations of the voltage level.

На графиках (фиг.5 в, г) соответственно приведены напряжения нагрузки UH=3,58/3,48 кВ и на АБ UАБ=880/867 В, а также токи нагрузки Iн=110А и Id=15A.The graphs (Fig. 5 c, d) respectively show the load voltage U H = 3.58 / 3.48 kV and on the battery U U AB = 880/867 V, as well as the load currents In = 110 A and Id = 15 A.

На графиках (фиг.5 д, е) соответственно приведены напряжения Ud=77 кВ и Up1=44/35 кВ, а токи Id=Ip1=85/48A для момента включения преобразователя И1 равного 1 с; на графике (фиг.5 ж) - изменение токов Ip2=IАБ=7,24/2,6 кА.The graphs (Fig. 5 d, f) respectively show the voltage Ud = 77 kV and Up 1 = 44/35 kV, and the currents Id = Ip 1 = 85 / 48A for the moment of switching on the I1 converter equal to 1 s; on the graph (figure 5 g) - the change in currents Ip 2 = I AB = 7.24 / 2.6 kA.

График (фиг.5 з) показывает изменения напряжений на шинах нагрузки Uco1=Uco2=UH=4,9кВ. Видно, что искажения напряжения на шинах нагрузки практически отсутствуют.The graph (Fig.5 h) shows the voltage changes on the load tires Uco 1 = Uco 2 = U H = 4.9 kV. It is seen that voltage distortions on the load buses are practically absent.

На графиках (фиг.5 и) приведены токи нагрузки Iн=170 А и токи Iсо1=399/176 А. На графике (фиг.5 к) ток вентильных обмоток трансформаторов Iвод1=37/7А и Iво1=53/5A.The graphs (Fig. 5 and) show the load currents In = 170 A and currents Iso1 = 399/176 A. In the graph (Fig. 5 k), the current of the valve windings of transformers Ivod 1 = 37 / 7A and Ivo 1 = 53 / 5A.

На графике (фиг.5 л) приведены токи отключаемого преобразователя И2 Iвод2=3,84 кА, спадающие к моменту 1,06 с до нуля и Iво2=5,94/2,6 кА.The graph (Fig. 5 l) shows the currents of the switched-off I2 converter Ivod 2 = 3.84 kA, decreasing to zero at the moment of 1.06 s and Ivo 2 = 5.94 / 2.6 kA.

На графике (фиг.5 м) приведены напряжения вентильных обмоток Uвод1=20 кВ и Uво1=30 кВ.The graph (Fig. 5 m) shows the voltage of the valve windings Uwater 1 = 20 kV and Uvo 1 = 30 kV.

Анализ вышеуказанных графиков мгновенных значений токов и напряжений показывает, что они не превышают допустимых значений для оборудования МЭК.An analysis of the above graphs of instantaneous values of currents and voltages shows that they do not exceed the permissible values for IEC equipment.

Из графиков (фиг.5в, з) следует, что в комбинированном МЭК благодаря наличию накопителя энергии в составе И2 удается полностью исключить перерыв энергоснабжения на нагрузке как при отключении синхронного генератора (момент времени 0,3 с), так и в момент 0,9 с при переводе питания от автономного инвертора И2 на сетевой инвертор И1.From the graphs (figv, h), it follows that in the combined IEC, due to the presence of an energy storage device as part of I2, it is possible to completely exclude the interruption of power supply at the load both when the synchronous generator is turned off (time instant 0.3 s), and at the moment 0.9 s when transferring power from a stand-alone inverter I2 to a network inverter I1.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки на изобретение. Sources of information taken into account when preparing an application for an invention.

[1]. В.М.Андреев, А.Г.Забродский, С.О.Когновицкий «Интегрированная солнечно-ветровая энергетическая установка с накопителем энергии на основе водородного цикла», журнал «Альтернативная энергия и экология АЭЭ» №2(46), 2007 г., стр. 99-105. [one]. V.M. Andreev, A.G. Zabrodsky, S.O.Kognovitsky “Integrated solar-wind power plant with energy storage based on the hydrogen cycle”, journal “Alternative Energy and Ecology of AEE” No. 2 (46), 2007 p. 99-105.

[2]. L.Gyugyi «Apparatus and method for interline power flow control». Патент US 5698969, класс G05F 1/70, опубликован 1997 г.[2]. L. Gyugyi "Apparatus and method for interline power flow control". US patent 5698969, class G05F 1/70, published 1997

[3]. Bebic Jovan, Lehn Peter, Hybrid power flow controller and method. Патент ЕР 1573878, класс НO253/18, опубликован 17.09.2005 г.[3]. Bebic Jovan, Lehn Peter, Hybrid power flow controller and method. Patent EP 1573878, class HO253 / 18, published September 17, 2005

[4]. Патент JP №2001177995 А, класс H02J 3/28, G05F 1/66,67, опубликован 29.06.2001 г.[four]. JP Patent No. 20011177995 A, Class H02J 3/28, G05F 1 / 66.67, published June 29, 2001.

Claims (1)

Комбинированный многофункциональный энергетический комплекс, содержащий разнородные источники и накопитель электроэнергии, присоединенные к входам сетевого и автономного преобразователей, входы которых подключены к нагрузке, выходы датчиков которой присоединены к входам агрегатных систем автоматического управления каждого преобразователя, а выходы указанных систем присоединены к цепям управления каждого преобразователя, отличающийся тем, что сетевой преобразователь выполняется на высоковольтных вакуумных приборах, а выходы агрегатных систем управления преобразователей подсоединяются к входу блока системы управления верхнего уровня, выходы которого соединены с цепями управления вентилей каждого преобразователя.
Figure 00000001
A combined multifunctional energy complex containing heterogeneous sources and an energy storage device connected to the inputs of a network and autonomous converters, the inputs of which are connected to a load, the outputs of the sensors of which are connected to the inputs of the aggregate automatic control systems of each converter, and the outputs of these systems are connected to the control circuits of each converter, characterized in that the network converter runs on high-voltage vacuum devices, and the outputs of agr converter control systems are connected to the input of the control unit of the upper level, the outputs of which are connected to the control circuits of the valves of each converter.
Figure 00000001
RU2009140343/22U 2009-11-03 2009-11-03 MULTIFUNCTIONAL ENERGY COMPLEX (IEC) RU95434U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140343/22U RU95434U1 (en) 2009-11-03 2009-11-03 MULTIFUNCTIONAL ENERGY COMPLEX (IEC)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140343/22U RU95434U1 (en) 2009-11-03 2009-11-03 MULTIFUNCTIONAL ENERGY COMPLEX (IEC)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU95434U1 true RU95434U1 (en) 2010-06-27

Family

ID=42684088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009140343/22U RU95434U1 (en) 2009-11-03 2009-11-03 MULTIFUNCTIONAL ENERGY COMPLEX (IEC)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU95434U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450111C1 (en) * 2010-09-24 2012-05-10 Александр Васильевич Морозов City planning and energy-saving complex
RU2639458C2 (en) * 2015-08-24 2017-12-21 Евгений Валерьевич Николаев Autonomous power unit
RU2737616C1 (en) * 2020-05-06 2020-12-01 Общество с ограниченной ответственностью «Системы накопления энергии» Energy accumulation and distribution system and method of its operation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450111C1 (en) * 2010-09-24 2012-05-10 Александр Васильевич Морозов City planning and energy-saving complex
RU2639458C2 (en) * 2015-08-24 2017-12-21 Евгений Валерьевич Николаев Autonomous power unit
RU2737616C1 (en) * 2020-05-06 2020-12-01 Общество с ограниченной ответственностью «Системы накопления энергии» Energy accumulation and distribution system and method of its operation
WO2021225465A1 (en) * 2020-05-06 2021-11-11 Общество с ограниченной ответственностью "Системы накопления энергии" System for storing and distributing energy and method for using same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Abusara et al. Line-interactive UPS for microgrids
Georgakis et al. Operation of a prototype microgrid system based on micro-sources quipped with fast-acting power electronics interfaces
JP4759587B2 (en) Wind farm
WO2018124221A1 (en) Combined cycle power generation system
JP5308511B2 (en) Output control method and output control apparatus for wind power generation equipment
US10148095B2 (en) Method and apparatus for compensating non-active currents in electrical power networks
US9142964B2 (en) Electrical energy and distribution system
US20140361624A1 (en) Apparatus and methods for control of load power quality in uninterruptible power systems
TWI761784B (en) Power storage device, power system and control method thereof
JP6455661B2 (en) Independent operation system
EP3128637A1 (en) Dc/ac converter apparatus comprising means for controlling the reactive power and power conversion and generation system comprising such dc/ac converter apparatus
Ismail et al. A multi-objective control scheme of a voltage source converter with battery–supercapacitor energy storage system used for power quality improvement
EP4360182A2 (en) System and method for stabilizing a power distribution network
RU95434U1 (en) MULTIFUNCTIONAL ENERGY COMPLEX (IEC)
Tan et al. Control of parallel inverter-interfaced distributed generation systems in microgrid for islanded operation
Abusara et al. Control of line interactive UPS systems in a Microgrid
Molina et al. Power flow control of microgrid with wind generation using a DSTATCOM-UCES
RU2726735C1 (en) Self-contained power supply system with combined energy storage unit
CN113675893A (en) Unplanned island mode switching and harmonic compensation device and control method thereof
Zhou et al. Modelling and control of solid oxide fuel cell generation system in microgrid
Bai et al. Research and simulation of V2G technology in micro grid
JP2016154421A (en) Electrical power system
Nanda et al. Power Quality Analysis by using Active Filter in AC/DC Microgrid
RU2432659C2 (en) System of automatic control of multifunctional power complex
Kadandani et al. On Exploring the Power Quality Enhancement Capability and Other Ancillary Functionalities of Solid State Transformer Application in the Distribution System

Legal Events

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

Effective date: 20121104

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20141010

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

Effective date: 20161104

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20180321