RU45056U1 - Автономная электростанция - Google Patents
Автономная электростанция Download PDFInfo
- Publication number
- RU45056U1 RU45056U1 RU2004138618/22U RU2004138618U RU45056U1 RU 45056 U1 RU45056 U1 RU 45056U1 RU 2004138618/22 U RU2004138618/22 U RU 2004138618/22U RU 2004138618 U RU2004138618 U RU 2004138618U RU 45056 U1 RU45056 U1 RU 45056U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synchronous generator
- rectifier
- frequency converter
- output
- utility
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электроэнергетике и, в частности, к автономным электростанциям, вырабатывающим электроэнергию стабильной частоты и стабильного напряжения при переменной скорости вращения первичного теплового двигателя, например, двигателя внутреннего сгорания. Задача, решаемая полезной моделью - снизить стоимость, массу и габариты устройства. Автономная электростанция содержит двигатель внутреннего сгорания, установленный на его валу синхронный генератор и преобразователь частоты на выходе синхронного генератора. В нее введен коммутатор, включенный между выходами синхронного генератора и преобразователя частоты. Полезная модель дополнительно предусматривает выполнение преобразователя частоты по схеме выпрямитель - инвертор и подключение накопителя в виде аккумуляторной батареи к выходу выпрямителя в составе преобразователя, а также параллельную работу синхронного генератора с дополнительно введенным синхронным генератором, установленным на валу гидро- или ветродвигателя, обеспечиваемую с помощью дополнительно введенного выпрямителя.
Description
Область техники
Полезная модель относится к электроэнергетике и, в частности, к автономным электростанциям, вырабатывающим электроэнергию стабильной частоты и стабильного напряжения при переменной скорости вращения первичного двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Такие электростанции находят применение, например, для автономного или резервного питания потребителей электроэнергии в тех районах, где централизованное электропитание отсутствует или недостаточно надежно.
Уровень техники
Известна автономная электростанция на базе ДВС и синхронного генератора, в которой стабилизация частоты тока генератора достигается стабилизацией скорости вращения первичного дизельного двигателя [1]. Недостатком устройства [1] является повышенный расход топлива, высокий уровень выбросов вредных веществ в атмосферу, повышенная степень закоксовывания дизельного двигателя.
Известна, выбранная в качестве прототипа, автономная электростанция, содержащая двигатель внутреннего сгорания, синхронный генератор, преобразователь частоты, установленный на выходе синхронного генератора и систему управления [2].
Стабилизация частоты и напряжения при переменной скорости вращения двигателя внутреннего сгорания в устройстве [2] обеспечивается соответствующими воздействиями системы управления на преобразователь частоты и па синхронный генератор.
Недостаток прототипа - повышенные стоимость и массогабаритные показатели, связанные с необходимостью использовать преобразователь частоты большой установленной мощности и соответствующими ей массой и габаритами.
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели - снизить стоимость, массу и габариты устройства.
Предметом полезной модели является автономная электростанция, содержащая двигатель внутреннего сгорания, установленный на его валу синхронный генератор и преобразователь частоты на выходе синхронного генератора, отличающаяся, согласно полезной модели, тем, что в нее введен управляемый коммутатор, включенный между выходами синхронного генератора и преобразователя частоты.
Это позволяет уменьшить установленную мощность преобразователя частоты и, соответственно, стоимость и массогабаритные показатели устройства в целом.
Полезная модель имеет развития.
Согласно первому из них преобразователь частоты может быть выполнен в виде последовательно включенных выпрямителя и инвертора.
Дальнейшее развитие предусматривает введение накопителя энергии и его подключение к выходу выпрямителя в составе преобразователя.
Согласно следующему развитию электростанция может дополнительно содержать ветряной или гидравлический двигатель и установленный на его валу синхронный генератор, который через дополнительно введенный выпрямитель подключен к выходу выпрямителя в составе преобразователя частоты.
Развития полезной модели позволяют обеспечить ее соответствие конкретным условиям и предъявляемым требованиям в частных случаях применения. Например, при коммутациях нагрузки, соизмеримой с мощностью двигателя, или при частых коммутациях нагрузки автономную электростанцию для дополнительного увеличения устойчивости и экономии топлива целесообразно снабдить выходным накопителем энергии в виде аккумуляторной батареи. При использовании в составе электростанции двигателя внутреннего сгорания совместно с двигателем,
работающем на возобновляемом источнике энергии, например ветродвигателем, целесообразно осуществить их параллельную работу на общую шину постоянного тока с использованием дополнительно введенного выпрямителя.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена блок-схема автономной электростанции с учетом развития полезной модели.
Осуществление полезной модели На блок-схеме показаны:
1 - двигатель внутреннего сгорания, например дизельный двигатель;
2 - синхронный генератор, установленный на валу 3 двигателя 1;
4 - преобразователь частоты на выходе генератора 2;
5 - выпрямитель в составе преобразователя 4;
6 - инвертор в составе преобразователя 4;
7 - управляемый коммутатор
8 - ветряной или гидравлический двигатель;
9 - синхронный генератор, установленный на валу двигателя 8;
10 - дополнительно введенный выпрямитель;
11 - накопитель энергии, например аккумуляторная батарея;
12 - шина постоянного тока;
13 - система управления, снабженная необходимыми датчиками (не показаны на фиг.1).
Устройство работает следующим образом.
Двигатель 1 приводит во вращение вал 3 с установленным на нем синхронным генератором 2.
Напряжение переменной частоты с выхода генератора 2 подается на преобразователь 4, выходные параметры которого определяются воздействиями системы 13.
Подавая соответствующие управляющие воздействия на генератор 2 и преобразователь 4, система 13 обеспечивает требуемые стабильные
значения напряжения и частоты на выходной шине 14, к которой подключается нагрузка электростанции.
Если величина нагрузки двигателя 1 не превышает некоторого значения, например, половины номинальной нагрузки, коммутатор 7 находится в отключенном состоянии. При этом электроэнергия на шину 14 поступает от инвертора 6.
При увеличении нагрузки до указанного значения система 13 управления включает коммутатор 7 и выводит из работы выпрямитель 5. В этом режиме нагрузка, подключенная к шине 14, питается электроэнергией непосредственно от генератора 2 и потери в преобразователе 4 исключаются.
Требуемая установленная мощность преобразователя 4 (и, соответственно, его габариты, масса и стоимость) при таком его использовании могут быть снижены.
В результате проведенных исследований было установлено, что основная экономия топлива от питания нагрузки через преобразователь частоты при переменной скорости вращения ДВС получается при нагрузках менее половины номинальной. Поэтому шунтировать преобразователь 4 коммутатором 7 целесообразно, начиная с этого значения нагрузки.
Преобразователь 4 частоты может быть выполнен по схеме непосредственного преобразования частоты или в виде последовательно включенных выпрямителя и инвертора.
В последнем случае к выходу выпрямителя 6 может быть подключен накопитель 11 в виде батареи аккумуляторов.
Накопитель 11 обеспечивает стабилизацию параметров в динамических режимах. Накапливая и возвращая энергию, он компенсирует скачки (пики, провалы) энергии, разгружая от них электростанцию. Это облегчает поддержание требуемых значений напряжения и скорости вращения при коммутациях нагрузки и, тем самым, обеспечивает
дополнительную экономию топлива, поскольку исключает «перегазовку» двигателя 1. В стационарных режимах накопитель 11 может быть использован в качестве резервного источника энергии.
В случае совместного использования двигателя 1 с двигателем 8, снабженным синхронным генератором 9, целесообразно объединить генераторы 2 и 9 для параллельной работы на шину 12 с помощью выпрямителя 10.
В этом случае система 13, воздействуя на регулятор подачи топлива двигателя 1, а также на напряжение обмоток возбуждения генераторов 2 и 9 и, в случае необходимости, на управление выпрямителем 10 и инвертором 6, может осуществлять перераспределение нагрузок генераторов 2, 9 и двигателей 1, 8 в широких диапазонах изменения скорости ветра и скоростей вращения ДВС. При разомкнутом коммутаторе 7 генераторы 2 и 9 работают параллельно на шину 12, а при замкнутом коммутаторе 7 - на шину 14, к которой генератор 9 подключается через выпрямитель 10 и инвертор 6.
Источники информации
1. П.А.Мещанинов. Автоматизация судовых электроэнергетических систем. Л., Судостроение, 1970, с.156-162.
2. Патент РФ №34817 на полезную модель. МПК H 02 J 3/00, 2003 г.
Claims (4)
1. Автономная электростанция, содержащая двигатель внутреннего сгорания, установленный на его валу синхронный генератор и преобразователь частоты на выходе синхронного генератора, отличающаяся тем, что в нее введен управляемый коммутатор, включенный между выходами синхронного генератора и преобразователя частоты.
2. Автономная электростанция по п.1, отличающаяся тем, что преобразователь частоты выполнен в виде последовательно включенных выпрямителя и инвертора.
3. Автономная электростанция по п.2, отличающаяся тем, что к выходу выпрямителя подключен дополнительно введенный накопитель энергии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138618/22U RU45056U1 (ru) | 2004-12-29 | 2004-12-29 | Автономная электростанция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138618/22U RU45056U1 (ru) | 2004-12-29 | 2004-12-29 | Автономная электростанция |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU45056U1 true RU45056U1 (ru) | 2005-04-10 |
Family
ID=35612280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004138618/22U RU45056U1 (ru) | 2004-12-29 | 2004-12-29 | Автономная электростанция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU45056U1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651382C2 (ru) * | 2016-08-04 | 2018-04-19 | Юрий Леонидович Беньяш | Способ энергоснабжения тяговой сети |
RU2662294C2 (ru) * | 2016-08-04 | 2018-07-25 | Юрий Леонидович Беньяш | Тяговая электростанция |
RU2722215C1 (ru) * | 2019-05-16 | 2020-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы накопления энергии" | Способ обеспечения динамической устойчивости энергосистемы, включающей электрогенератор, нагрузку и систему накопления электрической энергии |
RU2759009C1 (ru) * | 2020-12-08 | 2021-11-08 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ и система питания потребителей постоянного тока источником электроснабжения на основе возобновляемых энергоресурсов |
-
2004
- 2004-12-29 RU RU2004138618/22U patent/RU45056U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651382C2 (ru) * | 2016-08-04 | 2018-04-19 | Юрий Леонидович Беньяш | Способ энергоснабжения тяговой сети |
RU2662294C2 (ru) * | 2016-08-04 | 2018-07-25 | Юрий Леонидович Беньяш | Тяговая электростанция |
RU2722215C1 (ru) * | 2019-05-16 | 2020-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы накопления энергии" | Способ обеспечения динамической устойчивости энергосистемы, включающей электрогенератор, нагрузку и систему накопления электрической энергии |
RU2759009C1 (ru) * | 2020-12-08 | 2021-11-08 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ и система питания потребителей постоянного тока источником электроснабжения на основе возобновляемых энергоресурсов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4087701B2 (ja) | 孤立したネットワークおよび孤立したネットワークの運転法 | |
KR100669006B1 (ko) | 섬 네트워크 및 섬 네트워크를 운영하는 방법 | |
CN103312004B (zh) | 一种通信基站的智能油电混合电源*** | |
JP2004508795A5 (ru) | ||
Chen et al. | Super-capacitors based hybrid converter in marine electric propulsion system | |
CN101510747A (zh) | 一种用于船用柴油机无刷双馈轴带发电机的励磁控制***结构及控制方法 | |
RU2382900C1 (ru) | Система для автономного электроснабжения потребителей | |
Othman et al. | Hybrid shipboard microgrids: System architectures and energy management aspects | |
CN103311918A (zh) | 基于变频油机的直流发电*** | |
Othman et al. | Scheduling of power generations for energy saving in hybrid AC/DC shipboard microgrids | |
RU162460U1 (ru) | Автономный электроагрегат | |
CN102157962A (zh) | 一种基于风力发电机组的互补发电***及并网调试方法 | |
RU45056U1 (ru) | Автономная электростанция | |
RU78012U1 (ru) | Система бесперебойного энергоснабжения | |
CN201440646U (zh) | 一种用于船用柴油机无刷双馈轴带发电机的励磁控制***结构 | |
CN102290850A (zh) | 太阳能和风能互补渔船应急供电*** | |
RU75793U1 (ru) | Энергетический комплекс | |
Nayar | Stand alone wind/diesel/battery hybrid energy systems | |
RU2735280C1 (ru) | Автономная электростанция переменной частоты вращения | |
RU2680642C1 (ru) | Ветросолнечная установка автономного электроснабжения | |
Obaid et al. | Hybrid solar/diesel power system design for electric boat with MPPT system | |
RU45060U1 (ru) | Ветродизельная энергоустановка с бесперебойным питанием | |
RU95919U1 (ru) | Электроэнергетическая установка | |
Khitrov et al. | Electric energy generation in autonomous energy supply module having rotary expansion engine | |
CN203406636U (zh) | 一种通信基站的智能油电混合电源*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20071230 |