Эффективность многомашинных ветроагрегатов в Арктике и на Крайнем Севере

В И Буяльский

doi:10.22213/2410-9304-2025-3-63-70

Авторы

В. И. Буяльский Государственное автономное образовательное учреждение профессионального образования «Институт развития образования»

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2025-3-63-70

Ключевые слова:

электрическая нагрузка, скорость ветра, генератор, угловая скорость, компьютерное моделирование, ветротурбина

Аннотация

Обоснована актуальность метода автоматизированного управления многомашинной ветроэнергоустановкой с горизонтальной осью вращения на основе своевременной подготовки системы к внешним возмущающим воздействиям путем упреждения скорости ветра и электрической нагрузки, оценки времени включения двигателя привода питча для заблаговременного изменения угла положения лопастей, что обеспечивает повышение стабильности скорости вращения ротора ветроколеса и своевременный учет состояния процесса энергоагрегата при распределении электроэнергии потребителям в северных широтах с целью оптимального планирования обеспечения требуемого объема и в заданном графике потребляемой электрической энергии, эффективной и с максимальным коэффициентом полезного действия работу ветроэнергетической установки в широком диапазоне ветровых нагрузок в Арктике и на Крайнем Севере. Сделан обзор основных способов управления многомашинной ветроэнергоустановкой, который показал, что опыта эксплуатации подобных комплексов до настоящего времени не было, за исключением математического моделирования режимов работы системы. По результатам математического и компьютерного моделирования регулирования угловой скорости ротора исследуемой ветротурбины установлено, что возможное количество дополнительных генераторов, подключенных к ветроэнергоустановке может составить до четырех единиц, а максимальный диапазон скорости ветра, необходимый для полной загрузки пятимашинного энергоагрегата достигает 26 м/с. Также установлено при какой скорости ветра будет целесообразным подключение очередного генератора к ветроустановке, что гармонично интегрируется в предложенный метод управления на основе упреждения скорости ветра и электрической нагрузки, таким образом, обеспечивает оперативность информации для принятия решений управления многомашинной ветроэнергоустановкой по количеству подключенных генераторов в зависимости от изменения мощности ветрового потока, а также выдавать своевременные предписания по управлению, направленные на повышение стабильности скорости вращения ротора ветротурбины.

Биография автора

В. И. Буяльский, Государственное автономное образовательное учреждение профессионального образования «Институт развития образования»

кандидат технических наук

Библиографические ссылки

Буяльский В. И. Методы повышения эффективности ветроэлектростанции на основе математического моделирования учета состояния процесса ветротурбины при распределении электроэнергии потребителям в Арктике и на Крайнем Севере // Интеллектуальные системы в производстве. 2024. Т. 22, № 2. С. 32-40. DOI: 10.22213/2410-9304-2024-2-32-40.

Буяльский В. И. Методы повышения эффективности управления ветроэлектрической установкой на базе учета вибрационной нагруженности привода при разных условиях эксплуатации энергоагрегата // Интеллектуальные системы в производстве. 2021. Т. 19, № 3. С. 74-81. DOI: 10.22213/2410-9304-2021-3-74-81.

Буяльский В. И. Реализация управления ветроэлектрической установкой на базе учета вибрационной нагруженности привода при разных условиях эксплуатации энергоагрегата // Интеллектуальные системы в производстве. 2022. Т. 20, №4. С. 56 - 63. DOI: 10.22213/2410-9304-2022-4-56-63.

Олейников А. М., Канов Л. Н. Исследование режимов работы многомашинной ветроустановки с механической редукцией // Альтернативная энергетика и экология : международный научный журнал (ISJAEE). 2019. С. 10-12 : 12-22.

Шклярский Я. Э., Батуева Д. Е. Разработка алгоритма выбора режимов работы комплекса электроснабжения с ветродизельной электростанцией // Записки горного института. 2022. Т. 253. С. 115-126. DOI:10.31897/PMI.2022.7.

Назаров М. Х. Оптимизация и планирование режимов автономной энергетической системы на основе возобновляемых и альтернативных источников энергии (на примере системы Памира) : дис. … канд. техн. наук. Новосибирск, 2022. 195 с.

Третьяков Е. А. Совершенствование методов управления передачей и распределением электроэнергии в адаптивных системах электроснабжениях стационарных потребителей железных дорог : дис. … докт. техн. наук. Омск, 2022. 403 с.

Александров О. И., Демьянкова В. С., Пекарчик О. А. Оптимизация межсистемных перетоков во взаимодействующих энергообъединениях // Энергосбережение - важнейшее условие инновационного развития АПК : материалы Международной научно-технической конференции, Минск, 21-22 декабрь 2021 г. Минск : БГАТУ, 2021. С. 27-28.

Горячев С. В., Смолякова А. А. Проблемы и перспективы ветроэнергетических систем в России // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. № 5 (119). С. 37-41.

Нечаев И. С., Шонина Д. Е. Особенности и проблемы развития ветровой энергетики // Молодой ученый. 2019. № 15 (253). С. 44-46.

Пионкевич В. А. Следящие системы автоматического управления напряжением асинхронного генератора и перспективы их развития // Вестник ИрГТУ. 2016. № 2 (109). С. 81-86.

Wei K, Yang Y, Zuo H, et al. A review on ice detection technology and ice elimination technology for wind turbine. Wind Energy. 2020. No. 23(3). Pp. 433-457.

Qin Hongwu, Li Xinze, Chye En Un, Voronin V.V. Research on the mechanism of wind turbine blades ice coating and anti-icing methods // Вестник ТОГУ. 2021. № 2 (61). С. 53-60.

Многоагрегатная ветроэнергетическая установка для районов с низким ветровым потенциалом / С. С. Доржиев, Е. Г. Базарова, В. В. Пилипков, М. И. Розенблюм // Агротехника и энергообеспечение. 2021. № 2 (31). С. 45-52.

Серебряков Р. А. Теоретические основы математического моделирования вихревой ветроэнергетической установки // Точная наука. 2021. № 110. С. 23-30.

Серебряков Р. А. Перспективы развития ветроэнергетики // Точная наука. 2021. № 110. С. 2-13.