АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
"Smart Grid" - Power with Brains (ESG 1 Smart Grid, EWG 1 Wind power plants, EPH 2 Advanced photovoltaics, EUG 3 Pumped storage power plant), Lucas-Nülle, Германия, 2013 г.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Защитные реле - автономная защита от токовой перегрузки с различными характеристиками срабатывания
Силовой коммутатор - автоматическое и ручное включение и выключение напряжения (управляющее напряжение: 24В; номинальный рабочий ток: 16A).
Трёхфазный измерительный прибор с логгером - измерения и индикация всех важных параметров сети. Программное обеспечение SCADA позволяет выводить на дисплей все измеряемые величины, а также создавать и анализировать «активно-адаптивные сети» (Smart Grid).
Программное обеспечение - контроль, управление и сбор данных технических процессов в режиме реального времени, может использоваться для автоматического управления процессами генерации и распределения энергии, планирования и оптимизации режима работы.
Модель высоковольтной линии 150 км: сопротивление фазы 3,6 Oм; индуктивность фазы 115 мГ; ёмкость фазы: линия-линия 2x150 нФ, линия-земля 2x0,55 мкФ; макс.приемная мощность 1 кВт; напряжение: 3x400 В, 50/60 Гц; ток: 2 A.
ВОЗМОЖНОСТИ
Состав оборудования комплекса позволяет изучать (самостоятельно программируя центр управления интеллектуальной энергосистемы) алгоритмы работы сетей SmartGrid с управляемыми потребителями и генерацией на основе возобновляемых источников энергии (электромеханические модели ветроэлектрической станции и гидроаккумулирующей электростанции, физическая модель солнечной электростанции).
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
Исследование задач управления гибридными энергетическими комплексами в составе ВЭС, ГАЭС, СЭС и управляемых потребителей. Моделирование процессов производства, передачи и распределения энергии в интеллектуальных сетях:
- Разработка алгоритмов оперативных переключений на сборных шинах;
- Изучение трехфазных линий (напряжения линии, работающей без нагрузки; падение напряжения в линии; сдвиг по фазе в линии; максимальная токовая защита линий электропередачи с выдержкой времени);
- Комплексные потребители, измерение потребления энергии и контроль пиковой нагрузки;
- Ручная и автоматическая компенсация реактивной мощности;
- Управление ветроэлектрическими станциями;
- Управление сетевыми фотоэлектрическими станциями;
- Управление синхронными генераторами гидроаккумулирующих электростанций.
ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ
EPH 2 Advanced photovoltaics, Lucas-Nülle, Германия, 2013 г.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Симулятор солнечной батареи (напряжение холостого хода 23 В; ток короткого замыкания 2 A; подключаемый байпасный диод 40 ВA).
Солнечная батарея (напряжение холостого хода 21 В; ток короткого замыкания 650 мA; макс. мощность: 10 Вт) с эмулятором положения солнца, позволяющим с помощью регулировки угла наклона следить за положением солнца в течение года.
Автономный инвертор (мощность 275 ВA; КПД 93%; защита от перегрева и перегрузки, короткого замыкания и изменения полярности).
Сетевой инвертор (входное напряжение 45-135 В; выходное напряжение 230 В / 50 Гц; мaкс. входной ток: 5A; КПД: 95,5%; выходная мощность 300 Вт).
Контроллер заряда (ток заряда и разряда 10 A; подключение солнечного генератора, аккумулятора, нагрузки постоянного тока).
Аккумуляторная батарея 12 В, 7 Ач.
ВОЗМОЖНОСТИ
Тренажерная система позволяет выполнять приближенную к практическим условиям имитацию траектории движения солнца.
Благодаря этому в лаборатории можно проводить эксперименты с помощью эмуляторов, создавая натуральные условия.
С помощью оборудования стенда можно ознакомиться с принципами работы солнечных батарей, моделировать фотоэлектрическую систему при работе на автономную нагрузку и/или на аккумулятор энергии, моделировать режим работы сетевой фотоэлектрической станции.
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
Исследование задач проектирования и эксплуатации автономных и сетевых солнечных электростанций. Ознакомление с принципом действия солнечных элементов:
- Исследования по оптимальной ориентации солнечных модулей;
- Снятие энергетических характеристик солнечного модуля;
- Ознакомление с последовательными, параллельными и другими схемами соединений солнечных батарей;
- Исследование принципа действия шунтирующих диодов;
- Устройство автономной сети с аккумулятором;
- Исследование фотоэлектрических установок, работающих параллельно с сетью;
- Определение КПД сетевого инвертора.
ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
EWG 1 Wind power plants, Lucas-Nülle, Германия, 2013 г.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Трехфазная многофункциональная электрическая машина (номинальное напряжение 400/230 В, 50Гц; номинальный ток 2,0 A; номинальное число оборотов: 1400 мин-1; номинальная мощность: 0,8 кВт; cos φ 0,75).
Контроллер асинхронного генератора двойного питания (управляющий прибор с двумя управляемыми трехфазными инверторами; эксплуатация асинхронного генератора с двухсторонним питанием в сверхсинхронном и подсинхронном режимах; автономная регулировка реактивной и полезной мощности, частоты, напряжения; автоматическая синхронизация с сетью).
Имитатор сетевых ошибок содержит следующие характеристики оснащенности: регулируемая продолжительность прорыва сети 50мсек до 1000мсек; регулировка симметричных и несимметричных случаев сетевых ошибок.
ВОЗМОЖНОСТИ
Комплект оборудования обеспечивает изучение современных ветроэлектрических установок с генераторами двойного питания.
Вращающий момент на ветровой турбине можно эмулировать близко к реальным условиям с помощью машины постоянного тока и программы WindSim.
Связь с персональным компьютером обеспечивает во время экспериментов простое обслуживание и визуализацию.
Возможность эмулировать в лаборатории такие же условия, как и в реальных ветроэлектрических установках:
- Достоверная эмуляция ветра и геометрии лопастей;
- Автоматическое регулирование числа оборотов и вращающего момента в зависимости от скорости ветра и угла поворота лопасти ветроколеса;
- Изменение скорости ветра во времени;
- Регистрация механических и электрических параметров.
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
Исследование задач проектирования и эксплуатации ветровых электростанций. Ознакомление с принципом действия ветроэлектрических установок с генераторами двойного питания:
- Изучение конструкции и принципа действия ветроэлектрических установок;
- Проработка физических основ преобразования энергии "от ветра к валу";
- Исследование конструкции и принципа действия асинхронизированного синхронного генератора;
- Регулирование выходного напряжения и частоты генератора в зависимости от скорости ветра;
- Определение оптимальных рабочих точек при изменяющемся ветре;
- Исследование поведения ветроэлектрической установки при аварийных ситуациях (коротких замыканиях) в сети.
ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
EUG 3 Pumped storage power plant (Продвинутая фотовольтаика), Lucas-Nülle, Германия, 2013 г.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Мультифункциональное реле пригодно для управления, защиты и контроля генераторов. Функции управления:
автоматическая синхронизация; автоматическая регулировка мощности;
автоматическое распределение эффективной и реактивной мощности (функции защиты).
Блок управления гидроаккумулирующей электростанцией позволяет осуществлять управление и наблюдение за учебной системой "Насосная аккумулирующая электростанция с помощью программы SCADA.
Трехфазная синхронная машина с цилидрическим ротором
(номинальное напряжение 400/230В, 50Гц; номинальный ток 1,5A;
номинальное число оборотов 1500 мин-1; номинальная мощность 0,8кВт; cos φ 0,8-1,0).
Синхронизирующий блок имеет следующий состав: синхронизирующий дисплей (3 лампы)
для индикации напряжения и фазового сдвига; измеритель нулевого напряжения;
измеритель двойной частотности; измеритель двойного напряжения; цифровой синхроноскоп.
ВОЗМОЖНОСТИ
На гидроаккумулирующих электростанциях электроэнергия накапливается путем преобразования в потенциальную энергию воды и после преобразования этой потенциальной энергии в электрическую снова возвращается в сеть. В связи с ростом доли электроэнергии, производимой за счет возобновляемых источников, они являются необходимыми и незаменимыми аккумуляторами энергии в интеллектуальных сетях высокого качества.
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
Исследование задач эксплуатации гидроаккумулирующих электростанций. Ознакомление с принципом действия гидроаккумулирующих электростанций:
- Пуск и синхронизация синхронной электрической машины;
- Ручное регулирование мощности: в генераторном и двигательном режиме;
- Полуавтоматическое регулирование активной и реактивной мощности;
- Режимы гидроаккумулирующих электростанций в интеллектуальных сетях;
- Автоматическая компенсация колебаний активной и реактивной мощности.
ЛАБОРАТОРНЫЙ КОМПЛЕКС "ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ"
НЭЭ1-МФЭСЭ-С-Р "Модель фотоэлектрической солнечной электростанции", НЭЭ2-ВЭГ-Н-Р "Натурная модель ветроэлектрогенератора", НПЦ "Учебная техника", Россия, 2010 г.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Состав лабораторного стенда "Натурная модель ветроэлектрогенератора":
- натурный аналог ветроэлектрогенератора (10 В, 0,1 А, диаметр рабочего колеса 0,22 или 0,31 м);
- измерительные преобразователи и приборы;
- напольный вентилятор.
Потребляемая мощность - не более 60 ВА.
Состав лабораторного стенда "Модель фотоэлектрической солнечной электростанции ":
- блок фотоэлектрического модуля (20 В, 0,35 А, 4,8 Вт);
- измерительные преобразователи и приборы;
- контроллер заряда-разряда (75 В, 1 А, КПД 97,5 %, защита от перегрузки и обратной полярности);
- емкостной накопитель (28 Ф, 12 В).
Потребляемая мощность - не более 7000 ВА.
ВОЗМОЖНОСТИ
Функциональные возможности комплекса позволяют знакомиться с энергетическими характеристиками солнечных и ветровых энергоустановок, влиянием на них внешних факторов, режимами работы солнечных и ветровых электростанций, работающих в энергосистемах различной мощности (от автономных потребителей до работы в условиях единой энергосистемы) и особенностями управления ими.
Возможность изучить: вольт-амперные и энергетические характеристики фотоэлектрического модуля; зависимости энергетические характеристики солнечного модуля от освещенности и угла падения на его поверхность лучей света; температурные зависимости солнечного модуля; осуществлять моделирование режимов работы автономной фотоэлектрической солнечной системы; рабочие характеристики ветродвигателя; зависимости коэффициента использования энергии ветра ветродвигателя в различных условиях работы.
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
Исследование основных энергетических характеристик солнечных и ветровых энергоустановок:
- определение зависимостей мощности синхронного генератора и момента ветротурбины от частоты вращения при постоянной скорости ветра;
- снятие зависимости частоты вращения ветротурбины от скорости ветра, при постоянном сопротивлении нагрузки;
- определение зависимости мощности синхронного генератора от скорости ветра при постоянной частоте вращения ветротурбины;
- определение зависимости частоты вращения ветротурбины от скорости ветра при максимальном значении мощности синхронного генератора;
- снятие вольт-амперной и энергетической характеристики фотоэлектрического модуля при различных значениях освещённости;
- снятие характеристик фотоэлектрического модуля от угла падения на его поверхность лучей света;
- снятие зависимости максимальной мощности фотоэлектрического модуля от его температуры.
АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
НЭЭ1-ВЭУ-С-К "Электромеханическая модель ветроэлектроустановки", НПЦ "Учебная техника", Россия, 2010 г.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Электромашинный агрегат:
- машина постоянного тока (90 Вт, 220 В, 0,56 А, 1500 мин-1);
- машина переменного тока (100 Вт, 220 В, cos φ 1,0, 1,4 А, 1500 мин-1).
Тиристорный преобразователь (450 В, 40 А, защита от перегрузки по току, напряжение управления 10 В).
Автономный инвертор (10...15 В, 10 А, 50 Гц, КПД 90 %, на выходе - модифицированная синусоида).
Активная нагрузка (3 фазы, 50 Вт, 220 В, 0,25 А).
Контроллер заряда-разряда (75 В, 1 А, КПД 97,5 %, защита от перегрузки и обратной полярности)
Емкостной накопитель (600 Ф, 12 В).
ВОЗМОЖНОСТИ
Лабораторные стенды по ветроэнергетике позволяют изучать рабочие характеристики ветродвигателя;
зависимости коэффициента использования энергии ветра ветродвигателя в различных условиях работы;
режимы работы ветроэлектроустановок, включающих непосредственно связанный с сетью асинхронный,
синхронный генератор или синхронный генератор, связанный с сетью через вставку постоянного тока и инвертор;
моделировать режимы работы ветроэнергоустановки, работающей на автономного потребителя.
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
Ознакомление с принципом ветроэлектрических установок, работающих в автономном режиме и параллельно с сетью:
- снятие режимных характеристик ветроэлектроустановки, работающей на изолированную нагрузку;
- снятие режимных характеристик ветроэлектроустановки, включающей непосредственно связанный с сетью синхронный или асинхронный генератор;
- снятие режимных характеристик ветроэлектроустановки, включающей синхронный генератор, связанный с сетью через вставку постоянного тока и инвертор;
- снятие режимных характеристик автономного инвертора ветроэнергоустановки;
- моделирование режимов работы автономной ветроэнергоустановки.
|
|