RU155652U1 - ELECTRIC ENERGY STORAGE SYSTEM AND ELECTRIC NETWORK OPTIMIZATION - Google Patents
ELECTRIC ENERGY STORAGE SYSTEM AND ELECTRIC NETWORK OPTIMIZATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU155652U1 RU155652U1 RU2015106964/07U RU2015106964U RU155652U1 RU 155652 U1 RU155652 U1 RU 155652U1 RU 2015106964/07 U RU2015106964/07 U RU 2015106964/07U RU 2015106964 U RU2015106964 U RU 2015106964U RU 155652 U1 RU155652 U1 RU 155652U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synchronous
- generator
- synchronous compensator
- network
- compensator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Система накопления электрической энергии и оптимизации параметров электрической сети, содержащая аккумулятор, реверсивный инвертор, выключатели, отличающаяся тем, что содержит синхронный генератор с приводным двигателем и обмоткой возбуждения, блок компаундирования, синхронный компенсатор с обмоткой возбуждения, блок точной синхронизации, блок автоматического регулирования, трансформатор, понижающий напряжение и соединенный с реверсивным инвертором и аккумулятором, причем блок автоматического регулирования соединен с синхронным генератором и с синхронным компенсатором с возможностью регулирования величины частоты и напряжения на зажимах синхронного генератора и синхронного компенсатора, а синхронный компенсатор соединен с устройством точной синхронизации через генераторный выключатель синхронного компенсатора и с сетью потребителей через шинный выключатель синхронного компенсатора.A system for accumulating electrical energy and optimizing the parameters of an electrical network, containing a battery, a reversible inverter, switches, characterized in that it contains a synchronous generator with a drive motor and an excitation winding, a compounding unit, a synchronous compensator with an excitation winding, a precise synchronization unit, an automatic control unit, a transformer , a step-down voltage and connected to a reversible inverter and a battery, and the automatic control unit is connected to a synchronous generator and a synchronous compensator with the ability to regulate the frequency and voltage at the terminals of the synchronous generator and the synchronous compensator, and the synchronous compensator is connected to a precise synchronization device through a generator switch of the synchronous compensator and with the consumer network through the busbar switch of the synchronous compensator.
Description
Система накопления электрической энергии и оптимизации параметров электрической сети.The system of accumulation of electric energy and optimization of the parameters of the electric network.
Полезная модель относится к преобразовательной технике и предназначена для создания накопителя электрической энергии и оптимизации режимов работы электрической сети.The utility model relates to a conversion technique and is intended to create an electrical energy storage device and optimize the operating modes of the electrical network.
Известно большое количество схем систем накопления электрической энергии и оптимизации параметров сети во всех диапазонах нагрузок.A large number of circuits of electric energy storage systems and optimization of network parameters in all load ranges are known.
Наиболее близким аналогом по совокупности признаков, принятым в качестве прототипа, является система накопления энергии на базе аккумуляторных батарей и суперконденсатора с функцией улучшения качества сети (Патент РФ на изобретение №2512880, опубликован 27.04.2014). Данная система накопления электрической энергии содержит аккумуляторные батареи, предохранители, двунаправленные инверторы, систему управления инверторами, систему управления системой накопления, контактор системы накопления, контактор сети переменного тока, сеть переменного тока, автономную нагрузку. Дополнительно система содержит батареи суперконденсаторов, двунаправленный инвертор суперконденсаторов, модуль предзаряда суперконденсаторов, двунаправленный инвертор сети постоянного тока, контактор сети постоянного тока, сеть постоянного тока, модуль контроля качества сети, систему управления активным восстановителем качества сети, тиристорный коммутатор компенсирующих конденсаторов, батарею компенсирующих конденсаторов, модуль контроля качества сети. Батарея суперконденсаторов подключена к двунаправленному инвертору суперконденсаторов, подключенному к контактору системы накопления. Тиристорный коммутатор компенсирующих конденсаторов подключен к контактору сети переменного тока и к системе управления системой накопления. Двунаправленный инвертор сети постоянного тока подключен к контактору системы накопления, системе управления инверторами и к контактору сети постоянного тока, который подключен к сети постоянного тока и системе управления системой накопления.The closest analogue in terms of features adopted as a prototype is an energy storage system based on rechargeable batteries and a supercapacitor with a function to improve network quality (RF Patent for the invention No. 2512880, published 04/27/2014). This electric energy storage system contains rechargeable batteries, fuses, bi-directional inverters, an inverter control system, an accumulation system control system, an accumulation system contactor, an AC mains contactor, an alternating current main, an autonomous load. Additionally, the system contains supercapacitor batteries, a bi-directional supercapacitor inverter, a supercharger precharge module, a bi-directional DC network inverter, a DC contactor, a DC network, a network quality control module, an active network quality restorer control system, a thyristor switch of compensating capacitors, a compensating capacitor bank, network quality control module. The supercapacitor battery is connected to a bi-directional supercapacitor inverter connected to the storage system contactor. The thyristor switch of compensating capacitors is connected to the AC contactor and to the storage system control system. The bidirectional inverter of the DC network is connected to the contactor of the storage system, the control system of the inverters and to the contactor of the DC network, which is connected to the DC network and the control system of the storage system.
Недостатками данной системы является:The disadvantages of this system are:
Лавинообразный рост напряжения при его повышении, что ведет к возможному выходу из строя энергоустановок потребителей и их отключение.An avalanche-like voltage increase when it increases, which leads to a possible failure of consumers' power plants and their shutdown.
Недостаточное устранение колебаний напряжения и частоты на зажимах статора генератора и в распределительной сети.Inadequate elimination of voltage and frequency fluctuations at the terminals of the stator of the generator and in the distribution network.
Отсутствие возможности плавного регулирования компенсации реактивной мощности в сети нагрузкиThe inability to smoothly control reactive power compensation in the load network
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение достаточного накопления энергии, устранение колебаний напряжения и частоты на зажимах статора генератора и устранение лавинообразного роста напряжений. Поставленная задача решается за счет того, что заявляемая система накопления электрической энергии и оптимизации параметров электрической сети содержит аккумулятор, реверсивный инвертор, выключатели, синхронный генератор с приводным двигателем и обмоткой возбуждения, блок компаундирования, синхронный компенсатор с обмоткой возбуждения, блок точной синхронизации, блок автоматического регулирования, трансформатор, понижающий напряжение и соединенный с реверсивным инвертором и аккумулятором. Блок автоматического регулирования соединен с синхронным генератором и с синхронным компенсатором и регулирует величину частоты и напряжения на зажимах синхронного генератора и синхронного компенсатора. Синхронный компенсатор соединен с устройством точной синхронизации через генераторный выключатель синхронного компенсатора, и с сетью потребителей через шинный выключатель синхронного компенсатора.The objective of this utility model is to ensure sufficient energy storage, eliminate voltage and frequency fluctuations at the terminals of the generator stator, and eliminate the avalanche-like voltage increase. The problem is solved due to the fact that the inventive system for storing electric energy and optimizing the parameters of the electric network contains a battery, a reversing inverter, switches, a synchronous generator with a drive motor and an excitation winding, a compounding unit, a synchronous compensator with an excitation winding, an exact synchronization unit, an automatic block regulation, a voltage transformer and connected to a reversing inverter and battery. The automatic control unit is connected to the synchronous generator and to the synchronous compensator and regulates the magnitude of the frequency and voltage at the terminals of the synchronous generator and synchronous compensator. The synchronous compensator is connected to the accurate synchronization device through the generator switch of the synchronous compensator, and to the consumer network through the bus switch of the synchronous compensator.
Недостатки прототипа устраняются тем, что баланс реактивной мощности системы обеспечивается за счет внедрения синхронного компенсатора и блока электронного регулирования системы накопления электрической энергии и оптимизации параметров электрической сети, что позволяет осуществлять регулирование потока реактивной мощности в индуктивном и емкостном режимах, исключает лавинообразный рост напряжений. Наличие синхронного компенсатора обеспечивает более экономичную и плавную компенсацию величины реактивной мощности в сети высокого напряжения потребителя. Система накопления электрической энергии и оптимизации качества сети обеспечивает мягкий пуск синхронного компенсатора на скользящих параметрах по частоте и напряжению за счет регулирования числа оборотов приводного двигателя синхронного генератора, и за счет программного регулирования напряжения на зажимах статора синхронного генератора и синхронного компенсатора и наличия блок электронного регулирования.The disadvantages of the prototype are eliminated by the fact that the balance of the reactive power of the system is ensured by introducing a synchronous compensator and an electronic control unit for the electric energy storage system and optimizing the parameters of the electric network, which makes it possible to regulate the flow of reactive power in inductive and capacitive modes, eliminating an avalanche-like voltage increase. The presence of a synchronous compensator provides more economical and smooth compensation of the reactive power in the consumer's high voltage network. The system of electric energy storage and network quality optimization provides a soft start of the synchronous compensator on sliding parameters in frequency and voltage due to the speed control of the synchronous generator drive motor, and due to the programmed voltage control at the stator terminals of the synchronous generator and synchronous compensator and the presence of an electronic control unit.
Заявляемая полезная модель поясняется графическим изображением, на котором представлена общая схема системы накопления электрической энергии и оптимизации параметров электрической сети.The inventive utility model is illustrated by a graphic image, which shows a general diagram of a system for storing electric energy and optimizing the parameters of the electric network.
Система накопления электрической энергии и оптимизации параметров электрической сети включает собственно синхронный генератор 1 с обмоткой 2 возбуждения, приводной двигатель 3, устройство компаундирования 4 генератора 1, генераторный выключатель 5, синхронный компенсатор 6 с обмоткой 7 возбуждения, устройство точной синхронизации 8, блок автоматического регулирования 9, понижающий трансформатор 10. Синхронный компенсатор 6 соединен через генераторный выключатель 11 синхронного компенсатора с устройством точной синхронизации 8, а через шинный выключатель 12 синхронного компенсатора с сетью 13 потребителей электрической энергии. Синхронный генератор 1 соединен с понижающим трансформатором 10 через генераторный выключатель 5 и выключатель 14 трансформатора. Понижающий трансформатор 10 соединен с реверсивным инвертором 15 и накопителем 16 электрической энергии. Блок автоматического регулирования 9 соединен с синхронным генератором 1 и с синхронным компенсатором 6 и содержит регулятор напряжения и частоты синхронного генератора, регулятор тока синхронного генератора и синхронного компенсатора, регулятор баланса реактивной мощности между синхронным генератором и синхронным компенсатором (на схеме не показаны).The system for storing electric energy and optimizing the parameters of the electric network includes the actual
В качестве накопителя электрической энергии может быть использован ионно-литиевый аккумулятор.A lithium-ion battery may be used as an electrical energy storage device.
Назначение понижающего трансформатора 10 - согласование напряжения накопителя электрической энергии с высоковольтной сетью (сеть генератора и компенсатора).The purpose of the step-
Устройство компаундирования 4 регулирует величину напряжения на обмотках статора генератора 1 в функции тока нагрузки, т.е. компенсирует величину падения напряжения на обмотках статора в зависимости от тока нагрузки.The compounding device 4 controls the magnitude of the voltage across the stator windings of the
Реверсивный инвертор 15 осуществляет преобразование постоянного тока в переменный, а в цикле зарядки аккумулятора переменного в постоянный ток.Reversible inverter 15 converts direct current into alternating current, and in the cycle of charging an alternating current battery into direct current.
Устройство накопления электрической энергии и оптимизации параметров электрической сети работает следующим образом. Приводной двигатель 3 синхронного генератора вращает его ротор. Возбуждение синхронного генератора 1 осуществляется пуском сигнала на обмотку 2 возбуждения синхронного генератора. Пуск синхронного компенсатора 6 происходит от синхронного генератора 1. Генераторный выключатель 11 синхронного компенсатора включает статор синхронного компенсатора 6 в цикле пуска путем включения пускового выключателя 17 синхронного компенсатора с последующим регулированием частоты вращения приводного двигателя 3 синхронного генератора и регулированием величины частоты и напряжения на зажимах синхронного генератора 1 и синхронного компенсатора 6. Регулирование осуществляется блоком автоматического регулирования 9 на скользящих параметрах, т.е. изменяющихся во времени плавно и на регулируемую величину. Сеть 13 потребителей электрической энергии в цикле пуска должна быть отключена шинным выключателем 12 синхронного компенсатора и шинным выключателем 18 синхронного генератора. После пуска пусковой выключатель 17 отключается. Синхронный компенсатор 6 плавно проворачивается до синхронных оборотов и через устройство точной синхронизации 8 включается в сеть потребителя через шинный выключатель 12 для регулирования величины реактивной мощности в сети потребителей. Синхронный компенсатор 6 остается в работе постоянно. Режим компенсации реактивной мощности обеспечен блоком автоматического регулирования 9 за счет регулирования уровня возбуждения синхронного компенсатора 6.A device for storing electric energy and optimizing the parameters of the electric network operates as follows. The
После пуска синхронного компенсатора 6 и выключения пускового выключателя 17 синхронного компенсатора работа основного источника энергии - синхронного генератора 1 осуществляется при номинальном напряжении и частоте путем включения шинным выключателем 18 синхронного генератора через устройство точной синхронизации 8. После включения в сеть возбуждение синхронного генератора 1 осуществляется устройством автоматического регулирования 9 с компенсированием возбуждения от устройства компаундирования 4.After starting the
Накопление электрической энергии осуществляется за счет подачи напряжения от синхронного генератора 1 через генераторный выключатель 5 и выключатель 14 трансформатора, понижающий трансформатор 10 и реверсивный инвертор 15 на накопитель 16 электрической энергии. Уровень накопления на зажимах накопителя электрической энергии и уровень заряда - разряда обеспечивается встроенными регуляторами накопителя 16 электрической энергии и реверсивного инвертора 15.The accumulation of electrical energy is carried out by supplying voltage from a
Электроэнергия для собственных нужд идет по сети 19 через выключатель 14 трансформатора, а также и от накопителя 16 электрической энергии через реверсивный инвертор 15 при отключенном питании понижающего трансформатора 10.Electricity for own needs goes through the
Накопитель 16 электрической энергии накапливает энергию при уменьшении потребления в сети и выдает при пиках нагрузки. Накопление электрической энергии осуществляется и от сети потребителей (при отключенном синхронном генераторе 1) и от синхронного генератора 1. Накопитель 16 электрической энергии выполняет функция источника бесперебойного питания при полном отключении от источника питания (для обеспечения аварийного выключения, сигнализации и т.д.)The
Таким образом, обеспечивается экономичная и надежная работа системы накопления электрической энергии и оптимизации качества сети во всех режимах, в том числе и в «островном». Даже в случае полного отключения генератора от сети обеспечивается поступление энергии потребителям за счет инерции компенсатора. Обеспечивается покрытие пиков нагрузки на основных шинах за счет подачи в сеть энергии, накопленной в накопителе электрической энергии, а также пуск синхронного и асинхронного приводов на скользящих параметрах по частоте и напряжению. Применение такой системы накопления электрической энергии и оптимизации качества сети позволяет осуществить пуск мощного синхронного компенсатора за счет генератора значительно меньшей номинальной мощности.In this way, an economical and reliable operation of the electric energy storage system and network quality optimization in all modes, including the “island” one, is ensured. Even if the generator is completely disconnected from the network, energy is supplied to consumers through the inertia of the compensator. The load peaks on the main buses are covered by supplying the energy stored in the electric energy storage device to the network, as well as starting synchronous and asynchronous drives on sliding parameters in frequency and voltage. The use of such a system for storing electric energy and optimizing the quality of the network allows the launch of a powerful synchronous compensator due to a generator with a significantly lower rated power.
Claims (1)
Система накопления электрической энергии и оптимизации параметров электрической сети, содержащая аккумулятор, реверсивный инвертор, выключатели, отличающаяся тем, что содержит синхронный генератор с приводным двигателем и обмоткой возбуждения, блок компаундирования, синхронный компенсатор с обмоткой возбуждения, блок точной синхронизации, блок автоматического регулирования, трансформатор, понижающий напряжение и соединенный с реверсивным инвертором и аккумулятором, причем блок автоматического регулирования соединен с синхронным генератором и с синхронным компенсатором с возможностью регулирования величины частоты и напряжения на зажимах синхронного генератора и синхронного компенсатора, а синхронный компенсатор соединен с устройством точной синхронизации через генераторный выключатель синхронного компенсатора и с сетью потребителей через шинный выключатель синхронного компенсатора.
A system for storing electric energy and optimizing the parameters of the electric network, comprising a battery, a reversing inverter, switches, characterized in that it comprises a synchronous generator with a drive motor and an excitation winding, a compounding unit, a synchronous compensator with an excitation winding, an accurate synchronization unit, an automatic control unit, a transformer reducing voltage and connected to the reversing inverter and the battery, and the automatic control unit is connected to a synchronous generator and with a synchronous compensator with the ability to control the magnitude of the frequency and voltage at the terminals of the synchronous generator and synchronous compensator, and the synchronous compensator is connected to the exact synchronization device through the generator switch of the synchronous compensator and to the consumer network through the bus switch of the synchronous compensator.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BY20140355 | 2014-10-02 | ||
BYU20140355 | 2014-10-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU155652U1 true RU155652U1 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=54327716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015106964/07U RU155652U1 (en) | 2014-10-02 | 2015-02-27 | ELECTRIC ENERGY STORAGE SYSTEM AND ELECTRIC NETWORK OPTIMIZATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU155652U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU180289U1 (en) * | 2018-02-15 | 2018-06-08 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | ASYMMETRIC SUPERCAPACITOR UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY |
RU180385U1 (en) * | 2018-02-15 | 2018-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | ASYMMETRIC SUPERCAPACITOR UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY |
RU2718113C1 (en) * | 2019-12-24 | 2020-03-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" | Electric energy storage control system for expansion of range of permissible modes of generating installations of distributed generation sources at short-term frequency deviations |
-
2015
- 2015-02-27 RU RU2015106964/07U patent/RU155652U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU180289U1 (en) * | 2018-02-15 | 2018-06-08 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | ASYMMETRIC SUPERCAPACITOR UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY |
RU180385U1 (en) * | 2018-02-15 | 2018-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | ASYMMETRIC SUPERCAPACITOR UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY |
RU2718113C1 (en) * | 2019-12-24 | 2020-03-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" | Electric energy storage control system for expansion of range of permissible modes of generating installations of distributed generation sources at short-term frequency deviations |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107710553B (en) | Energy storage system | |
US9812866B2 (en) | Energy storage system | |
CN106549486B (en) | System and method for operating an uninterruptible power supply | |
CA3013435C (en) | Fault ride-through capability for wind turbine | |
EP2302786A1 (en) | Excitation control system for marine diesel brushless doubly fed shaft generator and control method thereof | |
US20140361624A1 (en) | Apparatus and methods for control of load power quality in uninterruptible power systems | |
CN103904771B (en) | Uninterruption power source device | |
JP4369450B2 (en) | Power supply system | |
EP2818692A1 (en) | Pumped storage system | |
CN102957143A (en) | Hybrid electric generator set | |
RU2008131964A (en) | METHOD FOR SUPPLY OF RESERVE AUXILIARY CONSUMERS, AUXILIARY CONVERTER AND RAILWAY VEHICLE FOR CARRYING OUT THE METHOD | |
RU2382900C1 (en) | System for autonomous power supply of loads | |
JP2015056942A (en) | Hybrid power generation system | |
RU155652U1 (en) | ELECTRIC ENERGY STORAGE SYSTEM AND ELECTRIC NETWORK OPTIMIZATION | |
CN112005460A (en) | Power supply equipment | |
RU168497U1 (en) | Autonomous solar photovoltaic installation | |
CA3058808A1 (en) | High efficiency electric power generation and charging system | |
KR101556893B1 (en) | Wind power generator type energy storage system and method thereof | |
JP2018061417A (en) | Motor-driven power generator and rotation system stabilization device | |
JP2013055867A (en) | Charging circuit device for wind power generator | |
JP4276193B2 (en) | Charging method for instantaneous voltage drop compensator | |
RU152482U1 (en) | ELECTRIC ENERGY STORAGE BASED ON SUPERCAPACITORS FOR HIGH POWER PULSE EQUIPMENT | |
RU78012U1 (en) | UNINTERRUPTED POWER SUPPLY SYSTEM | |
JP2013099207A (en) | Control apparatus and control method | |
JP2013102571A (en) | Power supply device, power control system, and starting method of electrical apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180228 |