Система надійного електропостачання промислового підприємства на базі відновлювальних джерел електричної енергії

Реферат: Система надійного електропостачання промислового підприємства на базі відновлювальних джерел електричної енергії, яка складається з мережі, вітроенергетичної станції, сонячної електростанції, гідроелектростанції, блока акумуляторних батарей, автоматизованого блока комутації, причому виходи блоків (відновлювальних джерел електричної енергії) та мережі з'єднані із входом автоматичного комутуючого пристрою випрямлячем, а автоматичний комутуючий пристрій в свою чергу з'єднаний із входами блока акумуляторних батарей, вихід акумуляторних батарей з'єднаний з інвертором, споживач (цехи) під'єднаний до автоматичного комутуючого пристрою. UA 117368 U (12) UA 117368 U UA 117368 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі електроенергетики, зокрема до системи надійного електропостачання, і призначена для забезпечення надійного електропостачання відповідальних споживачів промислових підприємств. Відоме технічне рішення [Патент RU 2262790, Н 02J7/34, 3/38. Бюл. № 29. 20.10.2005 р., Медведєв Е.І., Сердобінцев Ю.П., Рибніков А.В. Опубл.], що містить два незалежних джерела електропостачання, з'єднаних між собою блоком переключенням. Функцію одного з них виконує дизель-генераторна установка, яка оснащена системою автоматичного регулювання активної потужності, функції другого - синхронний компенсатор із пристроєм розгону і системою автоматичного регулювання швидкості, вітротурбіна змінної швидкості обертання, жорстко зв'язана із багатошвидкісною асинхронною машиною, яка керується блоком вибору режиму та задає їй робочу швидкість у функції активної потужності, акумуляторна батарея з'єднана із синхронним компенсатором за допомогою двокомплектного реверсивного тиристорного перетворювача, котрий при підвищенні потужності вітротурбіни над потужністю навантаження керується у системі автоматичної стабілізації швидкості синхронного компенсатора, а у режимі, коли потужність вітротурбіни менше потужності навантаження і акумуляторна батарея розряджена - у системі стабілізації активної потужності дизель-генераторної установки. Суттєві ознаки, що збігаються із ознаками пристрою, що заявляється є: наявність незалежних джерел живлення, акумулюючої батареї, блока перемикання, блока перетворення, блока керування, блоків датчиків струму та напруги. Недоліками даного пристрою: наявність невідновлюваного джерела живлення як основного джерела живлення, що призводить до витрат на енергоносії для роботи дизель-генератора, наявність синхронного компенсатора, що ускладнює систему керування, наявність у пристрої різнотипних електроприводів, наявність яких призводить до додаткових втрат потужності у вузлах механічних з'єднань, застосування тиристорного перетворювача, що погіршує функціональність пристрою. Відоме технічне рішення [Патент UA 200911076, H02J7/32, бюл. №10 25.05.2009р., Щур І.З., Турленко О.Р., Козій В.Б.], яке містить акумуляторну батарею, контролер заряду, що складається з послідовно з'єднаних двох ключів, причому перший ключ з'єднаний з перетворювачем поновлювальної енергії в електричну, другий ключ призначений для з'єднання з локальним споживачем. Додатково він містить пристрій дозаряджання та контактну групу з перемикачами, а акумуляторна батарея складається з трьох чи більше груп, кожна з яких з'єднана з перекидним контактом окремого перемикача контактної групи, який має три положення. При цьому виводи перших положень усіх перемикачів контактної групи з'єднані між собою та спільним контактом ключів контролера заряду, виводи других положень усіх перемикачів контактної групи - нейтральні, а виводи третіх положень усіх перемикачів контактної групи з'єднані між собою та з виходом пристрою дозаряджання, вхід якого з'єднаний з перетворювачем поновлювальної енергії в електричну. Суттєві ознаки, що збігаються із ознаками пристрою, що заявляється, є: наявність акумуляторної батареї, блок комутації, контролер заряду. Недоліки даного пристрою є: присутність у схемі трьох і більше груп акумуляторних батарей, що призводить до пониження надійності пристрою в цілому, механічна перекомутація із однієї акумуляторної групи на іншу має небажані перетоки струмів між різнозарядженими групами акумуляторних батарей. Відоме технічне рішення [Патент UA 93101, Н 02 J 9/00, 3/38. Бюл. № 18. 25.09.2014 р., Сінчук О.М., Сергієнко С.А., Бойко С.М. Опубл.], що містить блоки джерел змінної та постійної напруги, що з'єднані із входом акумуляторних батарей через блок комутації. Система електропостачання споживачів, що має додаткове автономне джерело електричної енергії на базі вітроустановки, яка відрізняється тим, що система має можливість корегувати роботу вітроустановки, як додаткового джерела живлення, на одну спільну систему електропостачання насосної станції кар'єру, в результаті аварійної ситуації насосна станція живиться від магістральної електромережі, система при необхідності може підключати та відключати певну кількість насосів, з метою регулювання навантаження та ефективної роботи насосної станції, що зумовлює підвищення надійності електропостачання насосної станції і підвищує ефективність роботи вітроенергетичного комплексу. Суттєві ознаки, що збігаються із ознаками пристрою, що заявляється є: наявність незалежних джерел живлення, акумулюючої батареї. Недоліками даного пристрою: складність комутації між акумуляторними батареями, немає можливості резервного живлення систем електропостачання від мережі. Відоме технічне рішення вибрано як прототип. 1 UA 117368 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 В основу корисної моделі поставлено задачу забезпечення електропостачання відповідальних споживачів (цехів) промислового підприємства шляхом живлення їх від надійної системи електропостачання на базі відновлювальних джерел електричної енергії. Поставлена задача вирішується тим, що виходи блоків відновлювальних джерел електричної енергії та мережі з'єднані із входом автоматичного комутуючого пристрою, випрямлячем, а випрямляч, в свою чергу, з'єднаний із входами блока акумуляторних батарей, вихід якого з'єднаний з інвертором, споживач (цехи) під'єднаний до автоматичного комутуючого пристрою. Корисна модель пояснюється кресленням: 1 - відновлювальні джерела електричної енергії, 2 - вітроенергетична станція, 3 - сонячна електростанція, 4 - гідроелектростанція, 5 - мережа, 6 автоматизований розподільний пристрій, 7 - автоматичний комутуючий пристрій, 8 - інвертор, 9 блок акумуляторних батарей, 10 - випрямляч; 11 - блок споживачів, 12 - цех 1; 13 - цех 2; 14 цех п. Блок відновлювальних джерел електричної енергії (1) містить у собі вітроенергетичну станцію (2), сонячну електростанцію (3), гідроелектростанцію (4), а також мережу (5), виходи яких з'єднані із входами блока автоматичного розподільного пристрою (6). Блок автоматичного розподільного пристрою містить в собі блок автоматичного комутуючого пристрою (7), інвертор (8), блок акумуляторних батарей (9), випрямляч (10). Блок автоматичного комутуючого пристрою (7), з'єднаний з випрямлячем (10), який з'єднаний з блоком акумуляторних батарей (9), а вихід блока акумуляторних батарей (9) з'єднаний з інвертором (8) який підключений до автоматичного комутуючого пристрою (7), таким чином, що зарядження акумуляторних батарей (9) може здійснюватися як від усіх джерел електричної енергії одночасно, так і від одного джерела електричної енергії почергово. Автоматичний комутуючий пристрій (7) з'єднаний з блоком споживачів (11), який містить в собі декілька цехів для споживання електричної енергії. Вихід електричної енергії змінної напруги подається на споживача від автоматичного комутуючого пристрою. Пристрій працює наступним чином. Блок 1 (відновлювальні джерела електричної енергії) до свого складу включає відновлювальні джерела енергії постійного та змінного струму. Для джерел, що генерують змінний струм прилаштовується випрямляч. До блока 1 (відновлювальні джерела електричної енергії) входить будь-яке необмежене число джерел енергії. Блок 7 (автоматизований блок комутаторів), що комутує джерела енергії на заряд відповідних акумуляторних батарей блока 9 (акумуляторних батарей). Блок 9 (акумуляторних батарей) містить будь-яке число акумуляторних батарей. Система працює наступним чином. У разі генерування всіма підключеними джерелами блока 1 (відновлювальні джерела електричної енергії), через блок комутаторів відбувається заряд акумуляторних батарей. З метою підключення блока 11 (споживачів) комутується через 7 (автоматизований блок комутації) та живить 11 (споживачів). У випадку генерування хоча б одним джерелом змінного стуму належного рівня частоти та напруги, комутуючи 7 (автоматичного комутуючого пристрою), до нього під'єднують 11 (споживачів) змінного. У разі аварійної ситуації блока 1 (відновлювальні джерела електричної енергії),блок 11 (споживачі) живляться від блока 9 (акумуляторних батарей). Таким чином, корисна модель дозволяє підвищити надійність електропостачання споживача за рахунок зниження впливу нестабільних джерел змінного струму на режим роботи споживача і забезпечення збільшення потужності навантаження споживача і числа підключених до енергосистеми споживачів. Корисна модель дозволяє уніфікувати кожен елемент автономної енергосистеми, що виробляються серійно, що і приведе до зниження витрат і часу на організацію надійного автономного електропостачання споживача. 2 UA 117368 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Система надійного електропостачання промислового підприємства на базі відновлювальних джерел електричної енергії, яка складається з мережі, вітроенергетичної станції, сонячної електростанції, гідроелектростанції, блока акумуляторних батарей, автоматизованого блока комутації, яка відрізняється тим, що виходи блоків (відновлювальних джерел електричної енергії) та мережі з'єднані із входом автоматичного комутуючого пристрою випрямлячем, а автоматичний комутуючий пристрій, в свою чергу, з'єднаний із входами блока акумуляторних батарей, вихід акумуляторних батарей з'єднаний з інвертором, споживач (цехи) під'єднаний до автоматичного комутуючого пристрою. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3