Улучшение качества управления генераторами малых ТЭЦ в условиях пониженного качества электроэнергии

Улучшение качества управления генераторами малых ТЭЦ в условиях пониженного качества электроэнергии

Автор: Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Суслов К.В.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu

Рубрика: Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации

Статья в выпуске: 3 т.17, 2024 года.

Бесплатный доступ

Создание в зданиях производственных котельных небольших по мощности теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), обеспечивающих комбинированное производство электрической и тепловой энергии, позволяет повысить эффективность электроэнергетического производства. Сказанное в полной мере относится к стационарной энергетике железнодорожного транспорта. Однако из-за влияния однофазной и нелинейной тяговой нагрузки системы электроснабжения железных дорог (СЭЖД) переменного тока характеризуются пониженным качеством электроэнергии по отклонениям напряжений, несимметрии и гармоническим искажениям. Поэтому для обеспечения надежного функционирования генераторов мини-ТЭЦ требуется разработка специальных методов и средств, а также применение эффективных алгоритмов автоматического регулирования напряжения и частоты. Применение мини-ТЭЦ в системах электроснабжения позволяет эффективно регулировать напряжения и частоту в узлах нагрузки. Однако при этом возникает задача настройки автоматических регуляторов, предназначенных для управления возбуждением генераторов и частотой вращения турбин. Для ее решения могут эффективно использоваться прогностические алгоритмы, что позволяет ускорить процесс ввода в эксплуатацию мини-ТЭЦ. В статье приводится описание моделей самонастраивающихся прогностических регуляторов напряжения и частоты турбогенераторных установок, работающих в СЭЖД с двигательной нагрузкой. Результаты компьютерного моделирования показали, что применение таких регуляторов улучшает процессы регулирования параметров в переходных режимах; при этом дополнительно улучшается качество электроэнергии по несимметрии и несинусоидальности.

Еще

Система электроснабжения железной дороги, мини-тэц, автоматические регуляторы возбуждения и частоты вращения, прогностические алгоритмы, моделирование

Короткий адрес: https://sciup.org/146282875

IDR: 146282875

Список литературы Улучшение качества управления генераторами малых ТЭЦ в условиях пониженного качества электроэнергии

  • Чурашев В.Н., Маркова В. М. Мини-ТЭЦ – перспективное направление развития энергетики Новосибирской области, Актуальные проблемы развития Новосибирской области и пути их решения, Часть I. Проблемы и перспективы экономического развития Новосибирской области, сборник научных трудов. Под редакцией А. С. Новоселова, А. П. Кулаева, Новосибирск, 2014, 138–161. [Churashev V. N., Markova V. M. Mini-CHP is a promising direction for the development of energy in the Novosibirsk region, Current problems of development of the Novosibirsk region and ways to solve them, Part I Problems and prospects for the economic development of the Novosibirsk region, collection of scientific papers. Edited by A. S. Novoselova, A. P. Kulaeva, Novosibirsk, 2014, 138–161 (in Rus.)].
  • Седнин В. А., Седнин А. В., Шимукович А. А. Перевод отопительных котельных в мини-ТЭЦ (часть 1). Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2005. 5. 72–77 [Sednin V. A., Sednin A. V., Shimukovich A. A. Conversion of heating boiler houses to mini-CHP (part 1). Energy. News of higher educational institutions and energy associations of the CIS. 2005. 5. 72–77 (in Rus.)].
  • Gopisetty S.; Treffinger P. Generic Combined Heat and Power (CHP) Model for the Concept Phase of Energy Planning Process. Energies. 2017, 10, 11. https://doi.org/10.3390/en10010011
  • Бурносенко А. Ю. Мини-ТЭЦ с паровыми турбинами для повышения эффективности промышленно-отопительных котельных. Новости теплоснабжения. 2009. 1. 36–38. [Burnosenko A. Yu. Mini-CHP with steam turbines to increase the efficiency of industrial heating boiler houses. Heat supply news. 2009. 1. 36–38 (in Rus.)].
  • Pilavachi P. A. Mini- and micro-gas turbines for combined heat and power. Appl. Therm. Eng., 2002, 22, 18, 2003–2014.
  • Чичирова Н. Д., Филимонова А. А., Черкасов А. С., Ляпин А. И. Обзор возможности применения газовых турбин малой мощности. Журн. Сиб. федер. ун-та. Техника и технологии, 2023, 16(5). 584–600 [Chichirova N. D., Filimonova A. A., Cherkasov A. S., Lyapin A. I. Review of the possibility of using low-power gas turbines. Journal Sib. federal un-ta. Engineering and Technology, 2023, 16(5). 584–600 (in Rus.)].
  • Samoylenko V.O., Ilyushin P. V., Pazderin A. V. Estimating distributed generation re-liability level. Renewable Energy and Power Quality Journal. 2020. 18. 70–75. DOI: 10.24084/repqj18.225.
  • Sikorski T. and Rezmer J. Distributed Generation and Its Impact on Power Quality in Low-Voltage Distribution Networks, Power Quality Issues in Distributed Generation, Dr. Jaroslaw Luszcz (Ed.), InTech. 2015. https://doi.org/10.5772/61172
  • Bulatov Y.N., Kryukov A. V., Suslov K. V. Solving the flicker noise origin problem by optimally controlled units of distributed generation, Proceedings of 18th International Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQP). 2018. 1–4. https://doi.org/10.1109/ICHQP.2018.8378834
  • Danish M. S. S., Matayoshi H., Howlader H. R., Chakraborty S., Mandal P. and Senjyu T. “Microgrid Planning and Design: Resilience to Sustainability,” 2019 IEEE PES GTD Grand International Conference and Exposition Asia (GTD Asia), Bangkok, Thailand, 2019, 253–258, doi: 10.1109/GTDAsia.2019.8716010.
  • Ferdous S. M., Shahnia F. and Shafiullah G. M. “Stability and robustness of a coupled microgrid cluster formed by various coupling structures,” Chinese Journal of Electrical Engineering, 7(4), 60–77, Dec. 2021, doi: 10.23919/CJEE.2021.000038.
  • Camacho E.F., Bordons C. Model Predictive Control, 2nd edition Springer, 2007, 405.
  • Rodriguez J. et al. State of the At of Finite Control Set Model Predictive Control in Power Electronics, in IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2013, 9(2), 1003–1016, https://doi.org/10.1109/TII.2012.2221469
  • Petkar S. G., Eshwar K. and Thippiripati V. K. A Modified Model Predictive Current Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Drive, in IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2021, 68(2), 1025–1034, https://doi.org/10.1109/TIE.2020.2970671
  • Beus M., Pandžić H. Practical Implementation of a Hydro Power Unit Active Power Regulation Based on an MPC Algorithm. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2022, 37, https://doi.org/10.1109/TEC.2021.3094059
  • Pikina G. A., Pashchenko F. F., Pashchenko A. F. Synthesis, Research and Comparative Analysis of Predictive Control Algorithms, International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), 2020, 1–5, https://doi.org/10.1109/FarEastCon50210.2020.9271646
  • Pikina G. A., Kuznetsov M. S. Tuning methods for typical predictive control algorithms. Therm. Eng., 2012, 59, 154–158, https://doi.org/10.1134/S 0040601512020139
  • Bulatov Yu.N., Kryukov A. V., Nguen V. H. Simulation of Gas Turbine Power Plants with Voltage and Speed Prognostic Regulators, Int. Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2020. 160–164, https://doi.org/10.1109/RusAutoCon49822.2020.9208114
  • Bulatov Yu.N., Kryukov A. V., Nguyen V. H. Automatic prognostic regulators of distributed generators, International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies. Vladivostok: IEEE, 2018. 463. 1–4, https://doi.org/10.1109/FarEastCon.2018.8602718
  • Bulatov Y.; Kryukov A.; Suslov K. Using Group Predictive Voltage and Frequency Regulators of Distributed Generation Plants in Cyber-Physical Power Supply Systems. Energies. 2022, 15, 1253. https://doi.org/10.3390/en15041253
  • Булатов Ю. Н., Крюков А. В., Суслов К. В. Прогностическое управление турбогенераторной установкой на основе самонастраивающихся регуляторов. Энергетик. 2023. 7. 9–13 [Bulatov Yu.N., Kryukov A. V., Suslov K. V. Predictive control of a turbogenerator installation based on self-tuning regulators. Energetic. 2023. 7. 9–13 (in Rus.)].
  • Kryukov A. V., Kargapolcev S. K., Bulatov Y. N., Skrypnik O. N., Kuznetsov B. F. Intelligent control of the regulators adjustment of the distributed generation installation. Far East Journal of Electronics and Communications. 2017. 17(5). 1127–1140.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp