АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8
1.1 Актуальность темы 8
1.2 Арктический потенциал 12
1.3 Регионы Российской Арктики 15
1.3.1 Мурманская область 15
1.3.1.1 Информация о регионе и его энергетике 15
1.3.1.2 Изолированная генерация 16
1.3.1.3 Перспективы и рекомендации по развитию ВИЭ 18
1.3.2 Архангельская область 20
1.3.2.1 Информация о регионе и его энергетике 20
1.3.2.2 Изолированная генерация 21
1.3.2.3 Перспективы и рекомендации по развитию ВИЭ 22
1.3.3 Ненецкий автономный округ 23
1.3.3.1 Информация о регионе и его энергетике 23
1.3.3.2 Изолированная генерация 25
1.3.3.3 Перспективы и рекомендации по развитию ВИЭ 27
1.3.4 Ямало-Ненецкий автономный округ 29
1.3.4.1 Информация о регионе и его энергетике 29
1.3.4.2 Изолированная генерация 31
1.3.4.3 Перспективы и рекомендации по развитию ВИЭ 33
1.3.5 Таймырский Долгано-Ненецкий муниципальный район 35
1.3.5.1 Информация о регионе и его энергетике 35
1.3.5.2 Изолированная генерация 37
1.3.5.3 Перспективы и рекомендации по развитию ВИЭ 37
1.3.6 Республика Саха (Якутия) 38
1.3.6.1 Информация о регионе и его энергетике 38
1.3.6.2 Изолированная генерация 40
1.3.6.3 Перспективы и рекомендации по развитию ВИЭ 42
1.3.7 Чукотский автономный округ 42
1.3.7.1 Информация о регионе и его энергетике 42
1.3.7.2 Изолированная генерация 44
1.3.7.3 Перспективы и рекомендации по развитию ВИЭ 46
1.3.8 Камчатский край 46
1.3.8.1 Информация о регионе и его энергетике 46
1.3.8.2 Изолированная генерация 49
1.3.8.3 Перспективы и рекомендации по развитию ВИЭ 50
Выводы по разделу 1 51
2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 52
2.1 Структура ветродизельного энергокомплекса 52
2.2 Математическая модель ветродизельного энергокомплекса 60
2.3 Результаты моделирования ветродизельного энергокомплекса 63
2.4 Макетирование ветродизельного энергокомплекса 66
2.5 Новизна результатов 68
Выводы по разделу 2 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
Энергия - важнейшее понятие, о котором слышал каждый человек в нашем мире. Она имеет ключевую роль во всех процессах, происходящих вокруг нас, и именно поэтому она так важна для существования.
Энергия очень разнообразна и каждый вид энергии по-своему уникален и ценен для нашей жизни. Способность преобразовываться из одного вида в другое делает ее многогранной и сложной. С давних времен мы научились преобразовывать энергию для своих нужд при помощи определенных устройств, которые в процессе человеческого существования так же совершенствовались, становясь все более сложными и эффективными.
Энергетический кризис 1973-1974 годов в капиталистических странах показал, что трудно постоянно наращивать энерговооруженность производства, основываясь лишь на традиционных источниках энергии (нефти, угле, газе). Энерговооруженность общества - основа его научно-технического прогресса, база развития производительных сил. Необходимо не только изменить структуру их потребления, но и шире внедрять нетрадиционные, альтернативные источники энергии.
В энергетическом обеспечении в отдаленных и труднодоступных регионах Российской Федерации большая роль принадлежит малой энергетике, обеспечивающей электрической и тепловой энергией на 70% ее территории.
Внедрение новых технологий в малой энергетике, направленных на повышение эффективности работы оборудования, экономии топлива, обеспечении надежности и качества электроснабжения является важной и актуальной задачей, решение которой позволяет произвести улучшение по заданному критерию качества работы системы, таких как экономический, технический, функциональный.
Большая часть территории России с малой численностью населения до сих пор не подключена к централизованным системам электроснабжения. В соответствии со статистическими данными, около 10 млн. человек, проживающих в северных территориях на Дальнем Востоке и в некоторых других регионах, не присоединены к электрическим сетям энергосистем. Они получают электроэнергию от автономных систем электроснабжения (СЭС), в которых источником электроэнергии являются дизельные генераторы (ДГ) небольшой мощности. Необходимое топливо туда завозится автотранспортом, водными путями и авиацией.
Применение ветроэнергетических установок (ВЭУ) в составе ветроди- дизельных комплексов (ВДК) позволит снизить себестоимость потребляемой электроэнергии, приведет к существенной экономии топлива, что в свою очередь благоприятно скажется на экономической и экологической обстановке в регионах.
Таким образом, темой работы, стала «Разработка автономного ветродизельного энергокомплекса арктического применения». Эта ветростанция позволит избавиться от проблем, связанных с удаленностью от централизованных источников электропитания, отрицательной температурой и энергозатратами.
В ходе работы был обоснован выбор темы, описана её актуальность, приведены данные о современном состоянии данной проблемы, проведена теоретическая разработка устройства, вычерчена его схема, подробно описан каждый элемент установки, определена методика эксперимента, доказана эффективность установки.
Ветродизельный энергокомплекс, может явиться базовой основой автономного энергоснабжения потребителей труднодоступных районов России для централизованного энергоснабжения, прежде всего, районов Арктики.
На основе теоретических сведений и практического опыта разработана математическая модель замкнутой системы автоматического регулирования потоком активной мощности накопителя в составе системы ветроэнергетические генераторы - дизель генераторная установка - накопитель - нагрузка.
Разработана методика выбора коэффициентов настройки регуляторов по отработке высокочастотных составляющих спектра колебаний мощности и параметров накопителя энергии, позволяющие осуществить компенсацию возмущений нагрузки.
Разработаны алгоритмы управления преобразователем, позволяющие сформировать заданное качество электрической энергии с регулировкой по основным составляющим токов и напряжений, гармоникам, реактивной мощности, обратной последовательности.
Введение в систему накопителя энергии влияет на характер переходных процессов дизеля, вследствие этого наблюдается улучшение управления расходом топлива ввиду уменьшения перерасхода при значительных переходных процессах в случае относительно большого скачкообразного изменения нагрузки, при этом, эффективность накопителя сильно зависит от характера и величины электрической нагрузки. Наблюдается снижение колебательности переходного процесса по мощности на валу, уменьшение выбросов по напряжению для синхронного генератора при коммутациях нагрузки, что благоприятно сказывается для потребителя и дизель-генераторной установки. Снижается влияние флуктуаций ветра.
