Спосіб інжекції електричної енергії відновлюваних джерел до енергії промислової електромережі

Реферат: UA 84731 U UA 84731 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки і може використовуватися в малій альтернативній енергетиці, а саме для енергопостачання сільських будинків, міських квартир або приватних будинків і таке інше, і полягає у підмішуванні електричної енергії, добутої від відновлюваних джерел (сонячна, вітрова і таке інше), до енергії, яку отримують від промислової електромережі, об'єми споживання якої можуть бути зменшені на кількість енергії, що добута від відновлюваного джерела. Відомий спосіб живлення споживачів електричної енергії від промислової мережі (ПМ) змінного струму і локального відновлюваного джерела (ВД) енергії, який полягає у тому, що включення на мережу споживача відбувається паралельно (Munteanu, A.I. Bratcu, N.-A. Cutululis, E. Ceanga-Optimal control of wind energy systems - Towards a global approach, Springer, London, 2008, 283 pages.). Такий спосіб можна визначити як амплітудне підмішування. Недоліками даного способу живлення є завищені вимоги до стандартів електричних характеристик струму від ПМ та ВД, ускладнення систем релейного захисту і автоматики, велика імовірність надходження високої напруги на шини ПМ, а особливо під час ремонтних робіт в ПМ, що є імовірною загрозою обслуговуючому персоналу. Наступний спосіб живлення споживачів електричної енергії від промислової мережі змінного струму і локального відновлюваного джерела енергії, що працюють паралельно, при якому споживачі за допомогою комутуючих пристроїв можуть при потребі перемикати з однієї системи шин на другу і навпаки (Патент України на корисну модель № 71470, МПК H02J3/00, Спосіб живлення споживачів електричної енергії від централізованої енергосистеми і відновлюваних джерел енергії.). Такий спосіб можна визначити як варіантне асинхронне підмішування. Недоліком даного способу живлення є ускладнення шин споживання та керування, а також контроль над додатковим обладнанням. Асинхронне перемикання, особливо при наявності реактивних елементів, може викликати серйозні перенапруження в мережі. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності використання відновлюваних джерел енергії, здешевлення способу та спрощення монтажних робіт, наближення його до світових стандартів. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб інжекції електричної енергії відновлюваних джерел до енергії промислової електромережі полягає у тому, що електричну енергію отримують від промислової мережі та відновлюваних джерел електричної енергії, які працюють паралельно, згідно з корисною моделлю, електричну енергію, що отримують від відновлюваних джерел, додають до потоку енергії, що отримують від промислової мережі, способом почергового автоматичного підключення до промислової електромережі або до відновлюваних джерел електричної енергії на визначений час, кратний періоду змінного струму. Спосіб інжекції електричної енергії відновлюваних джерел до енергії промислової електромережі, що заявляється, реалізують за схемою (фіг. 2). За допомогою драйвера 2 блока керування 1, провівши моніторинг електричних параметрів ПМ та ВД, здійснюють комутацію електронних ключів К1 та К2, підключають електричний Порт Споживача (ПС) почергово, відповідно до ПМ або ВД. Цей спосіб можна описати наступною формулою: ПЕ=m(S~ПM) + n(S~BД), де: ПЕ - потік енергії змінного струму до споживача через ПС; m(S~ПM) - фіксований потік енергії змінного струму від ПМ; n(S~BД) - фіксований потік енергії змінного струму від ВД; S~ - один період енергії змінного струму, який визначають як одна сінка; m=0, 1, 2,… - кількість сінок при підключенні до ПМ; n = 0, 1, 2,… - кількість сінок при підключенні до ВД. Такий спосіб визначають як сінкальну синхронну інжекцію. Завдяки тому, що мінімальна кількість енергії, яку можна отримати від ВД, це один період змінного струму, процес відбору енергії від ВД апроксимаційно наближається до оптимальної ефективності використання відновлюваних джерел енергії. Спосіб інжекції електричної енергії відновлюваних джерел до енергії промислової електромережі при m=1, n=1, зображений на фіг. 1. Деякі варіанти схемних рішень комутуючої частини зображені на фіг. 3 та фіг. 4. Здійснення комутування на ПС через трансформатор (фіг. 3). Електронними ключами К1 та К2 здійснюють почергові підключення від ПМ та ВД на відповідні відводи первинної обмотки перехідного трансформатора. За допомогою вторинної обмотки живлять ПС з гальванічною розв'язкою від джерел ПМ і ВД. Здійснення комутування на ПС через автотрансформатор (фіг. 4). Електронними ключами К1 та К2 здійснюють почергові підключення від ПМ та ВД на відповідні відводи первинної обмотки автотрансформатора. При цьому ПС живлять без гальванічної розв'язки від джерел ПМ та ВД. 1 UA 84731 U Таким чином спосіб інжекції електричної енергії відновлюваних джерел до енергії промислової електромережі підвищує ефективність використання відновлюваних джерел енергії, здешевлює спосіб та спрощує монтажні роботи, забезпечує відповідність його світовим стандартам. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Спосіб інжекції електричної енергії відновлюваних джерел до енергії промислової електромережі, який полягає у тому, що електричну енергію отримують від промислової мережі та відновлюваних джерел електричної енергії, які працюють паралельно, який відрізняється тим, що електричну енергію, що отримують від відновлюваних джерел, додають до потоку енергії, що отримують від промислової мережі, способом почергового автоматичного підключення до промислової електромережі або до відновлюваних джерел електричної енергії на визначений час, кратний періоду змінного струму. 2 UA 84731 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3