Немудрий І. Ю. Підвищення ефективності електромеханічної системи вітроелектричних установок з аеродинамічною мультиплікацією

Дисертація присвячена дослідженню особливостей роботи електромеханічної системи (ЕМС) нового класу вітроелектричної установки (ВЕУ) з аеродинамічною мультиплікацією (АМ) та обґрунтуванню схем перетворення енергії в ЕМС ВЕУ АМ з метою поліпшення ефективності ВЕУ АМ. В результаті комп'ютерного моделювання доведено ефект відбору максимальної потужності ВЕУ АМ при фіксованій частоті обертання вітротурбін при зміні частоти обертання вітроколеса в функції швидкості вітрового потоку. Показано, що при малих швидкостях вітрового потоку (<5 м/с) виникає розбіжність максимальної можливої і реальної генерації до 0,1 Рн електроенергії, яка може бути ліквідована зменшенням частоти обертання турбін в 2…3 рази, що потребує застосування допоміжних ПЧ потужністю до 0,2 Рн. Проаналізовано ряд схем використовуваних в ПЧ керованих мережею інверторів (КМІ), в тому числі і з імпульсним перетворювачем постійної напруги (ІППН). Теоретично отримані параметри і алгоритми керування ІППН. Обґрунтована доцільність використання ПЧ в складі випрямлячів з ІППН і багатофазних КМІ, що сприяє зниженню собівартості ПЧ та мережі, що з'єднує ВЕС з енергосистемою. Обґрунтовані вимоги до швидкодії ІППН в залежності від параметрів фільтру LC ланки постійного струму і фазності КМІ. Показано, що використання високочастотних індукторних генераторів дозволяє, практично без збільшення їх маси, збільшити потужність ВЕУ АМ та її ККД. Для автономного режиму запропоновано ПЧ з трирівневим інвертором напруги, обґрунтовані алгоритми керування, що забезпечують прийнятні коефіцієнти спотворення напруги. Наведені результати експериментальних досліджень ПЧ та їх промислового використання.