МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОАГРЕГАТОВ МАЛЫХ ГЭС С ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫМИ СИНХРОННЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-2-106-121
Аннотация
В настоящее время в гидроагрегатах малых ГЭС, содержащих ковшовые гидротурбины, в качестве генераторов используются «классические» синхронные генераторы с электромагнитным возбуждением. Из-за пульсирующего характера изменения вращающегося момента на валу системы, как правило, размещается дополнительный маховик, позволяющий сгладить эти пульсации. Мощность, развиваемая ковшовой турбиной, регулируется за счет изменения расхода воды в сопле при помощи иглы, выдвижение которой изменяет проходное сечение сопла, а в итоге и расход. Быстрое закрытие сопла для резкого уменьшения расхода воды может привести к гидравлическим ударам. Поэтому время полного хода иглы ограничивают 20–40 с. Для быстрого регулирования мощности применяют так называемые дефлекторы, назначение которых – отвод струи от лопастей ковшовой турбины. Поэтому для регулирования мощности механическим путем требуется согласование управления ходом иглы в соплах турбины и дефлектора. Предлагается в гидроагрегатах малых ГЭС, содержащих ковшовые турбины (турбины Пелтона), в качестве генераторов использовать частотно-управляемые синхронные машины с постоянными магнитами. На разработанной компьютерной модели выявлено, что при этом обеспечивается высокий уровень приспособляемости к быстроизменяющимся нагрузкам в сети. Кроме того, механическое регулирование выходной мощности с участием дорогостоящего привода дефлекторов и игл сопел турбины заменяется электрическим регулированием частоты вращения и выходной мощности посредством частотного преобразователя, расположенного в статорной цепи генератора. Управляемая синхронная машина позволяет с помощью частотного пуска обеспечить устойчивую работу гидроагрегата при весьма незначительных расходах воды (энергоносителя). Наконец, при полном отсутствии воды частотный пуск способствует переводу работы генератора в режим синхронного компенсатора. Это подтверждено на флуктограммах изменения режимных параметров системы, полученных при компьютерном моделировании.
Об авторах
Р. И. МустафаевАзербайджан
Адрес для переписки: Мустафаев Рауф Исмаилович - Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт энергетики, просп. Г. Зардаби, 94 Aз1012, г. Баку, Азербайджанская Республика. Тел.: +99412 432-80-76. mustafayevri@mail.ru
Л. Г. Гасанова
Азербайджан
М. М. Мусаев
Азербайджан
Список литературы
1. Глазырин, М. В. Перспективы применения генераторных комплексов на основе машины двойного питания для малых ГЭС / М. В. Глазырин, Р. Х. Диеров // Изв. вузов. Электромеханика. 2012. № 6. С. 78.
2. Моделирование и исследование режимов работы гидроагрегатов малых ГЭС с машинами двойного питания / Р. И. Мустафаев [и др.] // Изв. вузов. Электромеханика. 2015. № 6. С. 59-66.
3. Режим доступа: www.rea. org. на /dieret /Hydro/ hydro htm1//
4. О результатах мониторинга потерь электрической энергии в распределительной электрической сети / А. Б. Баламетов [и др.]. Проблемы энергетики. 2007. № 3. С. 111.
5. Кривченко, Г. И. Гидравлические машины (турбины и насосы) / Г. И. Кривченко. М.: Энергия, 1978. 320 с.
6. Эдель, Ю. У. Ковшовые гидротурбины / Ю. У. Эдель. М-Л.: Машгиз, 1968, 210 с.
7. Эпштейн, Р. М., Система регулирования гидроагрегатом / Р. М. Эпштейн, Б. Е. Митрофанов, М. Я. Руденский. М.: Энергия, 1968. 189 с.
8. Кривченко, Г. И. Автоматическое регулирование гидротурбин / Г. И. Кривченко. М.: Энергия, 1964. 286 с.
9. Мустафаев, Р. И. Моделирование и исследование режимов работы синхронных генераторов ветроэлектрических установок при частотном управлении / Р. И. Мустафаев, Л. Г. Гасанова. Электричество. 2010. № 7. С. 34-40.
10. Мустафаев, Р. И. Универсальная структура математической модели управляемых электрических машин переменного тока / Р. И. Мустафаев, Л. Г. Гасанова. Электричество. 2015. № 2. С. 40-48.
Рецензия
Для цитирования:
Мустафаев Р.И., Гасанова Л.Г., Мусаев М.М. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОАГРЕГАТОВ МАЛЫХ ГЭС С ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫМИ СИНХРОННЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2016;59(2):106-121. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-2-106-121
For citation:
Mustafayev R.I., Gasanova L.G., Musayev M.M. MODELING AND STUDY OF HYDROELECTRIC GENERATING SETS OF SMALL HYDRO POWER PLANTS WITH FREQUENCY-CONTROLLED PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATORS. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2016;59(2):106-121. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-2-106-121