Режимы работы микрогидроэлектростанции со стабилизацией выходного напряжения при помощи управления инвертором

Abstract

Актуальность. Использование гидроэнергетического потенциала России для производства электроэнергии является одним из самых чистых и экологически безопасных методов, так как при этом не происходит выброса вредных веществ и углекислого газа в атмосферу. Кроме того, это надежный и эффективный источник энергии, так как вода является постоянным источником энергии. Для производства электроэнергии из воды используются гидрогенераторы, которые эффективно преобразуют энергию потока воды в электрическую энергию. Автобалластные системы имеют некоторые недостатки, которые связаны с трудностями обеспечения высокого качества производимой электроэнергии микрогидроэлектростанций. Это связано с тем, что нагрузка на автономную систему электроснабжения может изменяться не только по величине, но и по характеру, что существенно повышает требования к устройствам генерирования электроэнергии и стабилизации ее параметров. Цель: определение диапазонов изменения выходных электрических параметров гидрогенератора, который не регулируется и работает в составе инверторной микрогидроэлектростанции для сельского бытового потребителя. Также ставится задача формулирования требований к гидрогенератору и силовым преобразовательным устройствам в статических и динамических режимах работы автономной системы электроснабжения. Объект: мигрогидроэлектростанция инверторного типа. Методы: имитационное моделирование, программирование в среде Matlab Simulink. Результаты. Разработана имитационная модель системы электроснабжения с инверторной микроГЭС. Предложена структура миркоГЭС, а также получены диапазоны изменения напряжения генератора микроГЭС

The relevance. The use of Russia's hydroelectric potential for electricity generation is one of the cleanest and environmentally friendly methods as it does not result in the emission of harmful substances and carbon dioxide into the atmosphere. Moreover, it is a reliable and efficient source of energy as water is a constant source of energy. Hydro turbines are used to convert the energy of water flow into electrical energy, which effectively ensures more reliable and stable production capacity for hydroelectric installations. However, microhydroelectric power plants have some drawbacks related to difficulties in ensuring the high quality of produced electricity of autonomous power supply systems. This is due to the fact that the load on the autonomous power supply system can vary not only in magnitude but also in nature, which makes it difficult to maintain a stable level of electricity production. The main goal of the research is to determine the ranges of variation of the output electrical parameters of a non-regulated hydrogenerator operating as part of an inverter-based micro-hydroelectric power station for rural domestic consumers. Additionally, the task is to formulate requirements for the hydrogenerator and power conversion devices in static and dynamic operating modes of the autonomous power supply system. Object: inverter-based micro-hydroelectric power station. Methods: simulation modeling, and programming in Matlab Simulink. Results. A simulation model of an electric power supply system with an inverter microelectric power station was developed. The structure of microelectric power station is proposed, as well as the ranges of voltage changes of the microelectric power station generator are obtained