Ветродизельный комплекс

Полезная модель относится к электроэнергетике и, в частности, к автономным электростанциям. Задача, решаемая полезной моделью - снизить стоимость электроэнергии, вырабатываемой дизель-генераторами, путем ее замещения электроэнергией, вырабатываемой ветроэнергетическими установками, поддерживая при этом параметры электроэнергии в заданных диапазонах.

1. Уровень техники

Известны ветродизельные комплексы (ВДК), выпускаемые компанией PowerCorp (Австралия), которые содержат систему аккумулирования энергии в виде маховика, подключаемого через полный преобразователь частоты. Указанная система описана на сайте компании PowerCorp http://www.pcorp.com.au/ Недостатком известной системы является ее высокая стоимость и сложность системы управления.

Известны ветродизельные комплексы (ВДК), выпускаемые компанией Sustainable Automation (США), которые содержат аккумуляторы электрической энергии, подключаемые через инвертор. Указанная система описана на сайте компании Sustainable Automation http://www.sustainableautomation.com Недостатком известной системы является ее высокая стоимость и сложность системы управления.

2. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является интеграция дизель-генераторов и ветроэнергетических установок для максимального замещения выработки дизельной электростанции выработкой ветроэнергетических установок без применения систем аккумулирования электрической энергии и при поддержании параметров электроэнергии в заданных диапазонах.

3. Чертеж

Полезная модель поясняется рисунком, где на фиг.1 представлена блок-схема заявляемого ветродизельного комплекса.

Рисунок включает следующие позиции:

1 - дизельный двигатель,

2 - синхронный генератор, установленный на валу дизельного двигателя,

3 - ротор ветроэнергетической установки,

4 - асинхронный генератор, установленный на валу ветроэнергетической установки,

5 - синхронный компенсатор,

6 - электрокотел,

7 - потребители электроэнергии,

8 - система управления.

4. Описание ВДК

ВДК работает следующим образом:

В случае отсутствия ветра ветроэнергетическая установка 3, 4 не вырабатывает электроэнергию, и электроснабжение потребителей 7 осуществляется за счет дизель-генераторов 1, 2. При появлении ветра достаточной скорости происходит подключение ветроэнергетической установки 3, 4, и электроснабжение потребителей 7 осуществляется за счет дизель-генераторов 1, 2 и ветроэнергетических установок 3, 4.

Поскольку мгновенная мощность ветроэнергетической установки 3, 4 напрямую зависит от постоянно изменяющейся скорости ветра, то ветроэнергетическая установка 3, 4 вносит существенную нестабильность в автономную энергосистему. Для поддержания частоты в такую энергосистему добавляются синхронный компенсатор 5 и электрокотел 6.

При резком росте мгновенной мощности ветроэнергетической установки 3, 4 включается электрокотел 6, состоящий из набора трубчатых электронагревателей малой мощности, таким образом, не допуская превышения частоты. При резком снижении выдаваемой мощности ветроэнергетической установки 3, 4 частота сети поддерживается определенный период времени за счет инерции синхронного компенсатора 5 и далее за счет дизель-генераторов 1, 2. Синхронный компенсатор 5 также компенсирует реактивную мощность, потребляемую асинхронным генератором 4.

Автоматическая система управления 8 осуществляет управление дизель-генераторами 1, 2, ВЭУ 3, 4, синхронным компенсатором 5, электрокотлом 6 и кабелями подключения нагрузки 7. В случае необходимости может производиться автоматическое отключение нагрузки 7, позволяющее избежать перегрузки системы.

Ветродизельный комплекс, содержащий дизель-генераторы, ветроэнергетические установки, отличающийся тем, что в него добавляются синхронный компенсатор и электробойлер для поддержания частоты и напряжения автономной энергосистемы в заданных диапазонах, при этом автоматическая система управления ветродизельным комплексом осуществляет управление всеми элементами системы, регулируя уровень загрузки синхронного компенсатора и балластной нагрузки в зависимости от мгновенной мощности ветроэнергетических установок, нагрузки потребителя и возможности дизель-генераторов по поддержанию частоты и напряжения автономной энергосистемы.