5672968854

generować energię elektryczną we współpracy z siecią elektroenergetyczną bez dodatkowego wyposażenia [57]. W niektórych przypadkach współpracują z baterią kondensatorów , kompensującą moc bierną w celu obniżenia strat przesyłu wyprodukowanej energii. W takich i podobnych układach pracy generatory te gwałtownie zwiększają wartość generowanego napięcia przy awaryjnym przejściu na pracę wyspową, czyli do trybu autonomicznego zasilania wydzielonego odcinka sieci elektroenergetycznej.

Hydrozespoly z generatorami indukcyjnymi mogą również stanowić samodzielne źródło energii elektrycznej bez przyłączania do sieci energetycznej (tryb pracy autonomicznej lub wyspowej), o ile zostaną dodatkowo wyposażone w źródło mocy biernej, którym może być bateria kondensatorów' [16] lub przekształtnik, zbudowany z użyciem łączników półprzewodnikowych [44,45,62], Uzyskane w ten sposób źródło energii elektrycznej nie zawsze jest należytej jakości zarówno ze względu na zmiany częstotliwości jak i wartości napięcia w zależności od zmian obciążenia i dostarczanej mocy. Obecnie wysiłek w ielu konstruktorów oraz właścicieli mikroelektrowni wodnych [72] skierowany jest na opracowanie konstrukcji pozwalających na bezpieczne używanie hydrozespolu z maszyną indukcyjną do wytwarzania energii o zadawalającej jakości, również w układzie pracy autonomicznej, bez dołączenia do sieci. Przy braku regulacji mocy dostarczanej przez turbinę i zmiennych odbiorach energii utrzymanie stałych parametrów wytwarzanej energii stanowi jednak problem techniczny i ekonomiczny.

Tak więc obecny stan techniki w małych elektrowniach wodnych, szczególnie w wydaniu piko (do 5 kW) i mikro (od 5 kW do około 100 kW), pozostawia jeszcze wiele drobnych, ale istotnych z punktu widzenia jakości energii oraz bezpieczeństwa hydrozespolu i zasilanych odbiorników', problemów do rozwiązania. Kolejne podwyżki cen energii przenoszą w zakres działań opłacalnych eksploatację urządzeń o coraz mniejszych mocach. Łatwiej też uzyskać dopuszczenie do eksploatacji dodatkowego źródła energii elektrycznej zasilającego część urządzeń w tym samym budynku. Niektóre poważne prognozy [69] przewidują największy przyrost produkcji energii właśnie z urządzeń z zakresu piko. Stąd uzasadnione wydaje się zintensyfikowanie prac rozwojowych nad urządzeniami elektrowni z tego zakresu.

Teza pracy

Podejmując niniejszą pracę zamierzano przeprowadzić ocenę możliwości bezpiecznej pracy małych elektrowni wodnych we współpracy z siecią energetyczną i w stanie pracy autonomicznej. Bazując na tym zamiarze oraz zdobytych wcześniej doświadczeniach postawiono tezę pracy, którą sformułowano następująco:

Dla małych elektrowni wodnych z generatorem indukcyjnym istnieją ekonomicznie uzasadnione techniczne rozwiązania, zapewniające bezpieczną pracą generatora, jego układów sterujących i zasilanych odbiorów, we współpracy z siecią energetyczną oraz przy pracy na wydzielone obciążenie, w stanach statycznych i dynamicznych.

Rozwiązania te pozwalają dodatkowo spełnić wymagania normy PN-EN 50160 dotyczącej jakości energii elektrycznej.

Zakres pracy

W zakres pracy wchodzą:

przegląd stosowanych rozwiązań technicznych w małych elektrowniach wodnych, badania pomiarowe w obiektach rzeczywistych,

opracowanie modeli symulacyjnych do badań zachowania generatora indukcyjnego w stanach staty cznych i dynamicznych, we współpracy z siecią i w trybie autonomicznej pracy, a także z różnymi rodzajami balastu,

zaprojektowanie i budowa stanowiska laboratoryjnego do badań maszyny indukcyjnej w trybie generatorowym z różnymi rodzajami obciążeń.

4