Улучшение качества управления генераторами малых ТЭЦ в условиях пониженного качества электроэнергии

Abstract

Создание в зданиях производственных котельных небольших по мощности теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), обеспечивающих комбинированное производство электрической и тепловой энергии, позволяет повысить эффективность электроэнергетического производства. Сказанное в полной мере относится к стационарной энергетике железнодорожного транспорта. Однако из-за влияния однофазной и нелинейной тяговой нагрузки системы электроснабжения железных дорог (СЭЖД) переменного тока характеризуются пониженным качеством электроэнергии по отклонениям напряжений, несимметрии и гармоническим искажениям. Поэтому для обеспечения надежного функционирования генераторов мини-ТЭЦ требуется разработка специальных методов и средств, а также применение эффективных алгоритмов автоматического регулирования напряжения и частоты. Применение мини-ТЭЦ в системах электроснабжения позволяет эффективно регулировать напряжения и частоту в узлах нагрузки. Однако при этом возникает задача настройки автоматических регуляторов, предназначенных для управления возбуждением генераторов и частотой вращения турбин. Для ее решения могут эффективно использоваться прогностические алгоритмы, что позволяет ускорить процесс ввода в эксплуатацию мини-ТЭЦ. В статье приводится описание моделей самонастраивающихся прогностических регуляторов напряжения и частоты турбогенераторных установок, работающих в СЭЖД с двигательной нагрузкой. Результаты компьютерного моделирования показали, что применение таких регуляторов улучшает процессы регулирования параметров в переходных режимах; при этом дополнительно улучшается качество электроэнергии по несимметрии и несинусоидальности

The creation of small-capacity combined heat and power plants (CHPs) in industrial boiler house buildings, providing combined production of electrical and thermal energy, makes it possible to increase the efficiency of electrical power production. The above fully applies to the stationary energy sector of railway transport. However, due to the influence of single-phase and nonlinear traction loads, AC railway power supply systems (RPSS) are characterized by reduced power quality in terms of voltage deviations, asymmetry and harmonic distortions. Therefore, to ensure reliable operation of mini-CHP generators, the development of special methods and means is required, as well as the use of effective algorithms for automatic voltage and frequency control. The use of mini-CHP in power supply systems makes it possible to effectively regulate voltage and frequency at load nodes. However, this raises the problem of setting up automatic regulators designed to control the excitation of generators and the rotation speed of turbines. To solve this problem, predictive algorithms can be effectively used, which speeds up the process of commissioning mini-CHP. The article provides a description of models of self-adjusting predictive voltage and frequency regulators of turbogenerator units operating in RPSS with a motor load. The results of computer modeling showed that the use of such regulators improves the processes of regulating parameters in transient modes; at the same time, the quality of electricity is further improved in terms of asymmetry and non-sinusoidality