Пристрій для електротехнічного комплексу електропостачання підприємства з вітроенергетичними установками

Реферат: Пристрій для електротехнічного комплексу електропостачання підприємства з вітроенергетичними установками має вітроенергетичну установку, блоки датчиків, керовані роз'єднувачі, електронно-обчислювальну машину, навантаження та мережу. Додатково введено три вітроенергетичні установки. Вхід блока першої вітроенергетичної установки з'єднаний з виходом блока системи управління першої вітроенергетичної установки. Вхід блока другої вітроенергетичної установки з'єднаний з виходом блока системи управління другої вітроенергетичної установки. Вхід блока третьої вітроенергетичної установки з'єднаний з виходом блока системи управління третьої вітроенергетичної установки. Перший вихід блока першої вітроенергетичної установки з'єднаний з першим входом першого блока керованих роз'єднувачів. Перший вихід блока другої вітроенергетичної установки з'єднаний з першим входом другого блока керованих роз'єднувачів. Перший вихід блока третьої вітроенергетичної установки з'єднаний з першим входом третього блока керованих роз'єднувачів. Другий вихід блока першої вітроенергетичної установки з'єднаний з входом першого блока датчиків. Другий вихід блока другої вітроенергетичної установки з'єднаний з входом другого блока датчиків. Другий вихід блока третьої вітроенергетичної установки з'єднаний з входом третього блока датчиків. UA 121291 U (12) UA 121291 U UA 121291 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі електроенергетики, зокрема до систем надійного електропостачання, і призначена для забезпечення надійного електропостачання відповідальних споживачів промислових підприємств. Відоме технічне рішення [Патент UA 71186, Вітроенергетична установка з адаптивним накопичувачем енергії, Коротинський О.Є.; Скопюк М.І., опубл. 10.07.2012], що містить вітросилову установку, яка об'єднується спільним валом обертання та електромеханічним (електромагнітним) роз'єднувачем з електрогенератором, який об'єднаний спільним шинопроводом з електрохімічним накопичувачем (акумулятором), який має блок оцінки рівня заряду акумулятора, вихід якого підключений до першого входу схеми керування, керованим перетворювачем енергії постійного струму на вході в змінний струм, на виході якого знаходиться датчик параметрів (струм, напруга) енергопостачання, до якого може бути підключений споживач (споживачі) та допоміжний елемент навантаження, який може підключатися до спільного шинопроводу першим силовим ключем, вхід керування якого підключений до першого виходу схеми керування, і який включається паралельно до перетворювача енергії постійного струму на вході в змінний струм, схему керування, другий вхід якої підключений до виходу датчика швидкості вітру, третій вхід - до виходу датчика параметрів енергопостачання на виході вітроенергетичної установки з адаптивним накопичувачем енергії, другий вихід схеми керування підключений до входу керування електромеханічним (електромагнітним) роз'єднувачем, третій вихід - до входу керування перетворювачем енергії постійного струму на вході в змінний струм на виході. Суттєві ознаки, що збігаються із ознаками пристрою, що заявляється, є: вітросилова установка, електрогенератор, аккумулятор, керований перетворювач енергії, роз'єднувачі, система керування. Недоліком даного пристрою є: живлення відбувається від одної вітроенергетичної установки, що зменшує надійність системи електропостачання, система розрахована тільки на акумулювання електричної енергії. Відоме технічне рішення [Патент UA 61679, Комплексна система електропостачання, Авдєєв І.В.; Кошеленко Г.Б.; Даус Ю.В.; Дьяченко В.В., опубл. 25.07.2011], суть якого полягає в тому, що в системі електропостачання, яка містить джерело живлення, лінії з'єднання, високовольтні розподільні підстанції, трансформаторну підстанцію, до виходів якої підключені електроспоживачі, лінії електропостачання, джерело живлення складається з групи вітрогенераторів, які розташовані у місцевості, яка не придатна для сільськогосподарського, промислового або культурно-оздоровного використання та з великим вітровим потенціалом, додатково містить закритий розподільний пристрій з підвищуючими трансформаторами 20-150 кВ, розташований поблизу енергоємних промислових виробництв, лінії з'єднання між джерелом живлення та закритим розподільним пристроєм, виконані кабельними, система електропостачання підключена до мереж енергосистеми за транзитною схемою, лінії електропостачання виконані повітряними на 150 кВ, трансформаторні підстанції на 150-35 кВ виконані безпосередньо поблизу електроспоживачів, входи якої також підключені до мереж енергосистеми. Суттєві ознаки, що збігаються із ознаками пристрою, що заявляється, є: наявність групи вітрогенераторів, електричної мережі енергосистеми, можливість віддачі генеруючих потужностей джерела живлення у енергосистему. Недоліками даного пристрою є: система електропостачання працює тільки в режимі генерації електричної енергії в мережу, відсутня система управління кожною вітроенергетичною установкою, для забезпечення оптимальних електротехнічних параметрів. Відоме технічне рішення [Патент UA 93221, Система електропостачання насосної станції від вітроенергетичного комплексу, Сінчук О.М.; Сергієнко С.А.; Бойко С.М.; Кривоус А.О., опубл. 25.09.2014], суть якого полягає в тому, що система електропостачання споживачів, що має додаткове автономне джерело електричної енергії на базі вітроустановки, причому 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. Спільними ознаками із пристроєм, що заявляється, є: наявність додаткового джерела електричної енергії, яке може працювати автономно, контроль параметрів мережі, використання вітроенергетичного комплексу для електропостачання споживачів. 1 UA 121291 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Недоліком даного технічного рішення є те, що в даному пристрої використовується тільки одна вітроенергетична установка, в результаті можливого виходу з ладу якої припиняється електропостачання споживачів, що знижує надійність електропостачання. Технічне рішення є найбільш близьким за сукупністю ознак до пристрою, який заявляється, та приймається за прототип. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки пристрою для електротехнічного комплексу електропостачання підприємства з вітроенергетичними установками, шляхом під'єднання вітроенергетичної станції до систему електропостачання підприємства, забезпечити вищий ступень безперебійності електропостачання підприємства. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для електротехнічного комплексу електропостачання підприємства з вітроенергетичними установками, що містить вітроенергетичну установку, блоки датчиків, керовані роз'єднувачі, електронно-обчислювальну машину, навантаження та мережу, згідно з корисною моделлю введено три вітроенергетичні установки, вхід блока першої вітроенергетичної установки з'єднаний з виходом блока системи управління першої вітроенергетичної установки, вхід блока другої вітроенергетичної установки з'єднаний з виходом блока системи управління другої вітроенергетичної установки, вхід блока третьої вітроенергетичної установки з'єднаний з виходом блока системи управління третьої вітроенергетичної установки, перший вихід блока першої вітроенергетичної установки з'єднаний з першим входом першого блока керованих роз'єднувачів, перший вихід блока другої вітроенергетичної установки з'єднаний з першим входом другого блока керованих роз'єднувачів, перший вихід блока третьої вітроенергетичної установки з'єднаний з першим входом третього блока керованих роз'єднувачів, другий вихід блока першої вітроенергетичної установки з'єднаний з входом першого блока датчиків, другий вихід блока другої вітроенергетичної установки з'єднаний з входом другого блока датчиків, другий вихід блока третьої вітроенергетичної установки з'єднаний з входом третього блока датчиків, перший вихід першого блока датчиків з'єднаний з входом блока першого погоджуючого пристрою, перший вихід другого блока датчиків з'єднаний з входом блока другого погоджуючого пристрою, перший вихід третього блока датчиків з'єднаний з входом блока третього погоджуючого пристрою, вихід блока першого погоджуючого пристрою з'єднаний з входом блока системи управління першої вітроенергетичної установки, вихід блока другого погоджуючого пристрою з'єднаний з входом блока системи управління другої вітроенергетичної установки, вихід блока третього погоджуючого пристрою з'єднаний з входом блока системи управління третьої вітроенергетичної установки, другий вихід першого блока датчиків з'єднаний з першим входом блока погоджуючого пристрою вводу, другий вихід другого блока датчиків з'єднаний з другим входом блока погоджуючого пристрою вводу, другий вихід третього блока датчиків з'єднаний з третім входом блока погоджуючого пристрою вводу, вихід четвертого блока датчиків з'єднаний з четвертим входом блока погоджуючого пристрою вводу, вихід блока датчика рівня заряду з'єднаний з п'ятим входом блока погоджуючого пристрою вводу, вихід погоджуючого пристрою вводу з'єднаний з входом блока електронно-обчислювальної машини, вихід блока електроннообчислювальної машини з'єднаний з входом блока погоджую чого пристрою виводу, перший вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом третього блока керованих роз'єднувачів, другий вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом другого блока керованих роз'єднувачів, перший вихід блока погоджую чого пристрою виводу з'єднаний з другим входом першого блока керованих роз'єднувачів, четвертий вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом блока інвертора, п'ятий вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом блока керованих роз'єднувачів підключення навантаження, шостий вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом блока керованих роз'єднувачів підключення мережі; виходи першого блока керованих роз'єднувачів, другого блока керованих роз'єднувачів, третього блока керованих роз'єднувачів з'єднані з входом четвертого блока датчиків та входом блока випрямляча, вихід блока випрямляча з'єднаний з входом блока зарядного пристрою, вихід блока зарядного пристрою з'єднаний з входом блока акумуляторних батарей, перший вихід блока акумуляторних батарей з'єднаний з входом блока датчика рівня заряду, а другий вихід блока акумуляторних батарей з'єднаний з першим входом блока інвертора, вихід блока інвертора через блок датчиків з'єднаний з першим входом блока керованих роз'єднувачів підключення навантаження, вихід блока мережі з'єднаний з першим входом блока керованого роз'єднувача підключення мережі, виходи блока керованих роз'єднувачів підключення навантаження та блока керованих роз'єднувачів підключення мережі з'єднанні з входом блока навантаження. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому представлена схема пропонованого пристрою, яка містить: 1 - блок системи управління першої вітроенергетичної 2 UA 121291 U 5 10 15 20 25 30 35 40 установки; 2 - перший погоджуючий пристрій; 3 - блок системи управління другої вітроенергетичної установки; 4 - другий погоджуючий пристрій; 5 - блок системи управління третьої вітроенергетичної установки; 6 - третій погоджуючий пристрій; 7 - перша вітроенергетична установка; 8 - перший блок датчиків; 9 - друга вітроенергетична установка; 10 - другий блок датчиків; 11 - третя вітроенергетична установка; 12 - третій блок датчиків; 13 перший керований роз'єднувач; 14 - другий керований роз'єднувач; 15 - третій керований роз'єднувач; 16 - зарядний пристрій; 17 - випрямляч; 18 - погоджуючий пристрій виводу; 19 електронно-обчислювальна машина; 20 - акумуляторні батареї; 21 - інвертор; 22 - датчик рівня заряду; 23 - погоджуючий пристрій вводу; 24 - четвертий блок датчиків; 25 - керований роз'єднувач підключення навантаження; 26 - навантаження; 27 - керований роз'єднувач підключення мережі; 28 - мережа. У корисній моделі, що пропонується, вітроенергетична станція живить енергетичний об'єкт підприємства паралельно з мережею. Пристрій працює наступним чином. Блоки вітроенергетичних установок (7, 9, 11) генерують електричну енергії, яка через керовані роз'єднувачі (13, 14, 15) передається на спільну шину. В нормальному режимі роботи, коли параметри генерації знаходяться в нормально допустимих нормах, від спільної шини через керований роз'єднувач 25 відбувається живлення споживачів підприємства 26 спільно з блоком мережі 28. Заряд блока акумуляторних батарей 20 відбувається від спільної шини через блок випрямляча 17 та блок зарядного пристрою 16. Блоки датчиків, що включають в себе типові датчики струму, напруги, частоти напруги та швидкості вітру (8, 10, 12) через погоджуючі пристрої (2, 4, 6), які призначені для погодження сигналів, передають вихідні параметри блоків (13, 14, 15) в блоки систем управління вітроенергетичними установками (1, 3, 5). Блоки (1, 3, 5) аналізують ці вихідні параметри та подають сигнал на регулювання роботи блоків (7, 9, 11). Блоки (8, 10, 12) та датчик рівня заряду акумуляторних батарей 22 через погоджуючий пристрійвводу 23 передають сигнал до блока електронно-обчислювальної машини 19. Якщо вихідні параметри блоків (7, 9, 11) не відповідають гранично-допустимо нормам, тобто аварійний режим, то блок 19 подає управляючий сигнал на комутацію блоків (13, 14, 15). Якщо відбуваються аварійний режим блока 28, то блок 19 подає управляючий сигнал на комутацію блока керованого роз'єднувача підключення мережі 27 і живлення блока 26 відбувається тільки від блоків (7, 9, 11). Причому, якщо відбувається дефіцит генерованої потужності то блок 19 подає управляючий сигнал на блок інвертора 21 та відбувається вирівнювання потужності генерації за рахунок віддачі в локальну мережу накопиченої електроенергії з блока 20 через блок 21. Після усунення аварійного режиму блока 28, блок 19 подає управляючий сигнал на блок 27 для підключення блока 28 до блока 26, тобто відбувається повернення до нормального режиму роботи. Таким чином, пристрій для електротехнічного комплексу електропостачання підприємств з вітроенергетичними установками, шляхом впровадження вітроенергетичної станції в систему електропостачання підприємства, забезпечує вищий ступені безперебійності електропостачання підприємства. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 Пристрій для електротехнічного комплексу електропостачання підприємства з вітроенергетичними установками, що містить вітроенергетичну установку, блоки датчиків, керовані роз'єднувачі, електронно-обчислювальну машину, навантаження та мережу, який відрізняється тим, що введено три вітроенергетичні установки, вхід блока першої вітроенергетичної установки з'єднаний з виходом блока системи управління першої вітроенергетичної установки, вхід блока другої вітроенергетичної установки з'єднаний з виходом блока системи управління другої вітроенергетичної установки, вхід блока третьої вітроенергетичної установки з'єднаний з виходом блока системи управління третьої вітроенергетичної установки, перший вихід блока першої вітроенергетичної установки з'єднаний з першим входом першого блока керованих роз'єднувачів, перший вихід блока другої вітроенергетичної установки з'єднаний з першим входом другого блока керованих роз'єднувачів, перший вихід блока третьої вітроенергетичної установки з'єднаний з першим входом третього блока керованих роз'єднувачів, другий вихід блока першої вітроенергетичної установки з'єднаний з входом першого блока датчиків, другий вихід блока другої вітроенергетичної установки з'єднаний з входом другого блока датчиків, другий вихід блока третьої вітроенергетичної установки з'єднаний з входом третього блока датчиків, перший вихід першого блока датчиків з'єднаний з входом блока першого погоджуючого пристрою, перший вихід 3 UA 121291 U 5 10 15 20 25 30 другого блока датчиків з'єднаний з входом блока другого погоджуючого пристрою, перший вихід третього блока датчиків з'єднаний з входом блока третього погоджуючого пристрою, вихід блока першого погоджуючого пристрою з'єднаний з входом блока системи управління першої вітроенергетичної установки, вихід блока другого погоджуючого пристрою з'єднаний з входом блока системи управління другої вітроенергетичної установки, вихід блока третього погоджуючого пристрою з'єднаний з входом блока системи управління третьої вітроенергетичної установки, другий вихід першого блока датчиків з'єднаний з першим входом блока погоджуючого пристрою вводу, другий вихід другого блока датчиків з'єднаний з другим входом блока погоджуючого пристрою вводу, другий вихід третього блока датчиків з'єднаний з третім входом блока погоджуючого пристрою вводу, вихід четвертого блока датчиків з'єднаний з четвертим входом блока погоджуючого пристрою вводу, вихід блока датчика рівня заряду з'єднаний з п'ятим входом блока погоджуючого пристрою вводу, вихід погоджуючого пристрою вводу з'єднаний з входом блока електронно-обчислювальної машини, вихід блока електроннообчислювальної машини з’єднаний з входом блока погоджуючого пристрою виводу, перший вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом третього блока керованих роз'єднувачів, другий вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом другого блока керованих роз'єднувачів, перший вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом першого блока керованих роз'єднувачів, четвертий вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом блока інвертора, п'ятий вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом блока керованих роз'єднувачів підключення навантаження, шостий вихід блока погоджуючого пристрою виводу з'єднаний з другим входом блока керованих роз'єднувачів підключення мережі; виходи першого блока керованих роз'єднувачів, другого блока керованих роз'єднувачів, третього блока керованих роз'єднувачів з'єднані з входом четвертого блока датчиків та входом блока випрямляча, вихід блока випрямляча з'єднаний з входом блока зарядного пристрою, вихід блока зарядного пристрою з'єднаний з входом блока акумуляторних батарей, перший вихід блока акумуляторних батарей з'єднаний з входом блока датчика рівня заряду, а другий вихід блока акумуляторних батарей з'єднаний з першим входом блока інвертора, вихід блока інвертора через блок датчиків з'єднаний з першим входом блока керованих роз'єднувачів підключення навантаження, вихід блока мережі з'єднаний з першим входом блока керованого роз'єднувача підключення мережі, виходи блока керованих роз'єднувачів підключення навантаження та блока керованих роз'єднувачів підключення мережі з'єднанні з входом блока навантаження. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4