Введение 6
1 Особенности конструкции ветряных, солнечных и приливных электростанций 10
1.1 Ветряные электростанции 10
1.2 Солнечные электростанции 14
1.3 Основные принципы построения гибридных систем электроснабжения 18
1.4 Приливные электростанции 21
1.5 Возможные проблемы с качеством электроэнергии 25
2 Повышение качества и энергоэффективности элементов ветряных, солнечных и приливных электростанций 29
2.1 Способы повышения качества электроэнергии, вырабатываемой ветровыми и солнечными электростанциями за счет модернизации алгоритмов управления 29
2.2 Оптимизация режимов работы накопителей электроэнергии 49
2.3 Способы повышения качества электроэнергии, вырабатываемой ветровыми и солнечными электростанциями за счет технических средств 54
2.4 Оптимизация систем электроснабжения с участием ветряных и солнечных электростанций 62
3 Вопросы оптимизации технико-экономических характеристик систем электроснабжения 67
3.1 Технико-экономические аспекты проектирования гибридных электростанций 67
3.2 Методы оптимизации систем электроснабжения с участием ветряных, солнечных и приливных электростанций 70
Заключение 76
Список используемых источников 78
Купить

Качество электроэнергии зависит не только от устройства, генерирующего энергию, но и главным образом от системы, т.е. совокупности множества электрических приборов и устройств, через которые электрическая энергия передается от места производства к месту потребления [30].
С появлением и массовым внедрением альтернативных источников энергии (возобновляемых источников энергии) вопросы получения качественной электроэнергии напрямую стали связываться с энергоэффективностью как отдельных элементов, входящих в систему электроснабжения (ветрогенератор, фотоэлемент, аккумуляторная батарея, инвертор и т.д), так и всей системой (ветро-фото электростанция, приливная гидроэлектростанция и т.д.)
Ветряные, солнечные и приливные электростанции относятся к так называемым возобновляемым источникам энергии. В отличие от углеводородного топлива, которое в настоящее время находится на первом месте по потреблению на теплоэлектростанциях, запасы возобновляемой энергии считаются неисчерпаемыми. Это особенно важно в связи с тем, что в настоящее время во всем мире уделяется повышенное внимание экологическим проблемам. Глобальные экопроблемы можно не замечать, можно игнорировать, но от этого они не становятся меньше. Главная из них, по мнению Организации объединенных наций (ООН), это изменение климата. Смена климата происходит незаметно, по несколько десятых градусов за тысячелетия, но учитывая возраст планеты Земля в 4,54 миллиарда лет, данный процесс идет очень быстрыми темпами. По отчетам ООН, на изменение климата сильно влияют продукты сгорания ископаемых видов топлива, энергия сгорания которых и превращается в электрическую. Решение данной проблемы позволит снизить, или даже остановить процесс изменения климата, что позволит спокойно и грамотно подойти к другой экологической проблеме - выбросы продуктов жизнедеятельности промышленных предприятий, также наносящих огромный вред окружающей среде.
Неисчерпаемыми источниками энергии считаются в первую очередь солнце и ветер, а кроме них это морские приливы, геотермальные источники, биотопливо и некоторые другие, менее эффективные источники. На первый взгляд все очень просто - источники энергии известны, устройства для превращения альтернативной энергии в электрическую разработаны и изготовлены, бери и пользуйся. Но это просто только на первый взгляд. На ведущие роли выходит экономическая составляющая массового применения альтернативных источников энергии. Несколько десятилетий назад, ветрогенераторы, фотоэлектрические элементы, гидрогенераторы для альтернативной энергетики стоили очень дорого и однозначно проигрывали конкуренцию традиционным электростанциям. Но значительные усилия ученых, производителей электротехнической продукции, правительств ведущих мировых государств позволили сделать альтернативную энергетику более конкурентоспособной. Например, в большинстве стран мира стоимость электроэнергии вырабатываемой ветряными электростанциями без финансовой поддержки правительства составляет 0,05-0,09 $ или 4-8 руб за один кВт*ч. Это дороже традиционных электростанций, но уже не так значительно. Развитие технологий Smart Grid (умные сети, цифровые подстанции) решило большинство технических проблем по интеграции альтернативных источников энергии в существующие электрические сети.
Актуальность работы.
Проблема качества электроэнергии и её актуальность в нашей стране существует много лет. Причем ее острота возрастает по мере удаления от мест ее генерации. Основными «показателями качества электроэнергии являются:
• установившееся отклонение напряжения;
• размах изменения напряжения;
• доза фликера;
• коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;
• коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;
• коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
• коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
• отклонение частоты;
• длительность провала напряжения;
• импульсное напряжение;
• коэффициент временного перенапряжения» [1].
Качество электроэнергии зависит не только от источника, генерирующего энергию, но и главным образом от системы, т.е. совокупности множества электрических приборов и устройств, через которые электрическая энергия передается к месту потребления.
Таким образом, разработка предложений по повышению энергоэффективности альтернативных производителей энергии (ветряных, фотоэлектронных и приливных генерирующих устройств) позволяющих повысить характеристики электроэнергии, является актуальной задачей.
Цель работы.
Целью данной работы является разработка предложений по повышению качества электроэнергии для ветряных, солнечных и приливных электростанций.
Объектом исследования являются ветряные, солнечные и приливные электростанции.
Предметом исследования является качество электрической энергии и энергоэффективность ветряных, солнечных и приливных электростанций.
Задачи исследования.
1. Проанализировать показатели качества электроэнергии и факторы, их обеспечивающие.
2. Разработать предложения по повышению качества электроэнергии для ветряных, солнечных и приливных электростанций.
Практическая значимость.
Разработанные предложения по повышению энергоэффективности альтернативных источников энергии позволяют повысить качество вырабатываемой электроэнергии, повысить их привлекательность перед потребителями.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Предложения по повышению качества электроэнергии для ветряных, солнечных и приливных электростанций.
Новизна магистерской диссертации.
1. Новизна работы заключается в разработке и применении алгоритмов управления и технических средств, для повышения качества электроэнергии, вырабатываемой ветряных, солнечных и приливных электростанций, основанных на анализе и обобщении последних технических достижений в области применения альтернативных источников энергии.
Вопросы повышения качества электрической энергии большое внимание уделяется у таких отечественных авторов научных работ как Светлицкий С.Ю., Логинов Е.Л., Вайнзихер Б.Ф., Ледин С.С., Игнатичев А.В., Иванов С.Н., Безруких П.П. и др.
Из электронных ресурсов можно выделить информационные порталы Energosovet.ru, Minenergo.ru, Solarhome.ru, Neftegaz.ru, Energetika.ru, gigavat.com и др.
Издаются периодические издания: журналы «Альтернативная энергетика и экология», «Энергосбережение», «Энергоэффективность и энергосбережение», «Вестник МЭИ», «Главный энергетик» и др.
Структура и объём работы.
Структура: введение, 3 раздела, заключение, список использованной литературы.
Пояснительная записка содержит 83 страницы машинописного текста.
Купить