Способ Сидорова В.В.включения генератора ветроэлектрического агрегата на параллельную работу с энергосистемой Советский патент 1984 года по МПК H02J3/42 

Изобретение относится к электротехнике, к способам включения генераторов ветроэлектрических агрегато на параллельную работу с энергосист мой, для повышения ее устойчивости, независимо от величины мощности вкл чаемых ветроагрегатов. Известен способ включения генера тора ветроэлектрического агрегата н параллельную работу с энергосистемо а также способ синхронизации генера тора ветроэлектрического агрегата. В известном способе включение ге нератора на параллельную работу с энергосистемой осуществляют путем разгона генератора до частоты враще ния, соответствующей втягиванию в синхронизм. Для этого генератор отсоединяют от заторможенного ветроаг регата, разгон генератора до частоты вращения соответствующей втягиванию в синхронизм осуществляют путем под ключения генератора к сети в режиме синхронного двигателя без нагрузки, который перевозбуждают, затем запус кают ветроагрегат и при равенстве ч тоты вращения ветроагрегата и генератора соединяют ветроагрегат с ген ратором. При достижении синхронной частоты вращения на валу генератора, работаю щего в режиме синхронного двигателя увеличивают ток в обмотке возбуждения до перевозбуждения синхронного нератора. В результате токи возбуждения могут достигать своих максимальных значений. Тогда, если мощность ветроагрегата составляет десят ки или даже сотни киловатт, собствен ное потребление тока в цепях обмотки возбуждения синхронного генератора ветроагрегата практически не окажет влияния на устойчивый режим работы энергосистемы ij . Однако, когда единичная мощность ветроагрегата достаточно велика, то потребление из электросети токов сис темой возбуждения, мощность которой составляет 2-5% от номинальной мощности синхронной машины, резко снизи уровень рабочего напряжения в энерго системе. Уменьшение величины рабочего напряжения в энериосистеме отрицательно скажется на рабкэте подключенных к ней потребителей. Таким образом, энергосистема, в которой генераторы ветроагрегатов включены по известному способу, может быть неустойчивой Целью изобретения я-вляется повышение устойчивости .энергетической си темы независима от величины мощности включаемого ветроагрегата. Указанная цель достигается тем,что разгон генератора производят при заторможенном и отсоединенном от генератора электродвигателе в режиме синхронного двигателя, без нагрузки до частоты вращения, соответствующей втягиванию в синхронизм, после запуска ветродвигателя измеряют частоту вращения вала ветродвигателя и увеличивают ток возбуждения пропорционально увеличению частоты вращения вала ветродвигателя, при этом величину тока возбуждения устанавливают соответствующей номинальному напряжению генератора. На фиг. 1 представлена схема включения генератора ветроагрегата в энергосистему с целью автоматического регулирования тока возбуждения; на фиг. 2 - график зависимости величины тока возбуждения в напряжения генератора от частоты вращения вала ветродвигателя, Схема включения генератора в энергосистему содержит ветродвигатель 1, повышающий редуктор 2, тахогенератор 3 постоянного тока, вал 4 ветродвигателя, гидравлическую муфту 5, вал 6 генератора, синхронный генератор 7 выключатель 8, энергосистему 9,обмотку 10 возбуждения, возбудитель 11, резистор переменный 12, электромагнитный привод 13 переменного резистора, цепь 14 питания электромагнитного привода. Вал 6 синхронного генератора 7 и вал 4 ветродвигателя 1 ьюжно механически соединять или отсоединять гидравлической муфтой 5, Генератор 7 через выключатель 8 имеет электрическую связь с энергосистемой 9. Обмотка 10 возбуждения подключена к якорю 11 возбуждения через переменный резистор 12. Тахогенератор 3 установлен на валу 4 ветродвигателя 1 между редуктором 2 и гидромуфтой 5.. Электромагнитный привод 13 переменного резистора через цепь 14 питания соединен с тахогенератором 3. Вал 4 заторможенного ветродвигателя 1 гидромуфтой 5 отсоединяют от вала б синхронного генератора 7. Выключатель 8 замыкают и генератор 7 получит питание от энергосистемы 9. При этом запуски разгон генератора в режиме синхронного двигателя без нагрузки до частоты вращения соответствующей втягиванию в синхрониэм производят без подачи тока в обмотку 10 возбуждения, за счет реактивного момента, действующего в явнополюсной синхронной машине. Далее ветродвигатель 1 растормаживают и под воздействием движущегося воздушного потока ветродвигатель приводит во вращение вал 4. Частота вращения вала 4 во время запуска ветродвигателя; постепенно увеличивается , Установленный на валу ветродвигаеля тахогенератор 3, с возбуждением постоянными магнитами, создает постоянный магнитный поток (Cf const), поэтому выходное напряжение тахогенератора прямо пропорционально часто те вращения вала 4 ветродвигателя 1. Таким образом, с увеличением частоты СОо вращения вала этродвигателя буде увеличиваться выходное напряжение тахогенератора f(W(,). Напряжение тахогенератора 3 по цепи 14 питания подают на электромагнитный привод 13, который воздействует на переменный резистор 12, производя ав томатическую регулировку тока в цепи обмотки 10 возбуждения. При этом име ет место плавное и пропорциональное регулирование тока возбуждения в напряжения генератора по мере изменения частоты вращения вала 4 ветродвигателя. При выходе вала 4 на синхронную скорость вращения гидромуфта 5 автоматически соединяет вал ветродвигателя с валом 6 генератора синхронная машина переходит из двигательного режима в генераторный. Тогда значение величины тока возбуждения генератора соответсвует номинальт ному напряжению генератора инаходит ся в допуститых пределах. Это достигается в процессе автоматического ре гулирования тока возбуждения в результате выбора соответствующих параметров цепи управления переменным резис тором (тахогенератор-электромагнитный привод-переменный резистор). На фиг. 2 прямая а изображает зависимость плавного увеличения тока возбуждения ig пропорционально уиеличению частоты вращения вала ветродвигателя ig fCOg), кривая о зависимость напряжения генератора Up от частоты вращения вала ветродвигателя Ur f ( u,) . Из графика следует, что вначале характеристики а и б изменяются прямо пропорционально увеличению частоты вращения вала ветродвигателя ыа этому до точки с они лежат на одной , прямой, и когда частота вращения вала ветродвигателя становится равной синхронной частоте Ug величина тока возбуждения ij соответствует номинальному напряжению генератора 0, затем вследствие насыщения магнитной цепи генератора функция U ) в точке С изгибается вправо, чем обусловлена ее нелинейность. Предлагаемый способ включения генератора в энергосистему предусматривает синхронизацию ветроэлектричес-кого агрегата с энергосистемой в режиме синхронного двигателя без нагрузки и без подачи тока в обмотку возбуждения, за счет реактивного момента, при этом регулировку величины тока возбуждения производят плавно, прямо пропорционально увеличению частоты вращения вала ветродвигателя. Это позволит исключить резкое снижение напряжения в энергосистеме при включении ветроагрегатов,что существенно повышает устойчивость энергосистемы, независимо от величины мощности включаемых ветроагрегатов.

Способ включения генератора ветроэлектрического агрегата на параллельную работу с энергосистемой пу- тем разгона генератора при заторможенном и отсоединенном от -генератора ветродвигателе в режиме синхронного двигателя без нагрузки до частоты вращения, соответствующей втягиванию в синхронизм, возбуждения генератора путем увеличения тока возбуждения запуска ветродвигателя и соединения ветродвигателя с генератором при равенстве частот вращения, о -f личающийся тем, что, с целью повышения устойчивости энергосистемы независимо от величины мощности включаемого ветроагрегата, после запуска ветродвигателя измеряют частоту вращения вала ветродвигателя и осуществляют увеличение тока возбуждения пропорционально увеличению частоты вращения вала ветродвигателя, при этом величину тока возбуждения устанавли- jвают соответствующей номинальному S напряжению генератора. (Л со 4

6

Вн