probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2019-21-6-3-10probener-1254Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGУправление электромеханическим накопителем энергииElectromechanical drive management energyhttps://orcid.org/0000-0002-5775-2903СмоленцевН. И.SmolentsevN. I.

Смоленцев Николай Иванович – канд. техн. наук, доцент кафедры технической электроники

smolenzev@rambler.ruЧетошниковаЛ. М.ChetoshnikovаL. M.

Четошникова Лариса Михайловна – д-р техн. наук, профессор кафедры автоматики электротехнического факультета

ИгнатовА. Н.IgnatovA. N.

Игнатов Александр Николаевич – канд. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой технической электроники

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатикиРоссияSiberian State University of Telecommunications and InformaticsRussian FederationФилиал Южно-Уральского государственного университета (НИУ) в г. МиассеРоссияBranch of the South Ural State University (NRU) in MiassRussian Federation201921042020216310Copyright © Смоленцев Н.И., Четошникова Л.М., Игнатов А.Н., 20202020Смоленцев Н.И., Четошникова Л.М., Игнатов А.Н.Smolentsev N.I., Chetoshnikovа L.M., Ignatov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1254

Разработка системы интеллектуального управления накопителем энергии является актуальной научно-технической задачей. Эта система должна обеспечить максимальную эффективность применения накопителя энергии в силовых сетях различного назначения. Электромеханический накопитель энергии является преобразователем электрической энергии в механическую и содержит в своем составе электрическую машину. Например, в основу конструкции сверхпроводящего электромеханического накопителя энергии (СПЭНЭ-1) положена обращенная синхронная электрическая машина с постоянными магнитами и с бесконтактным подвеcом ротора-маховика. Основными функциональными блоками системы управления скоростью вращения ротора-маховика являются: датчик нагрузки силовой сети, система передачи и обработки информации, устройство управления скоростью вращения ротора-маховика синхронного обращенного двигателя СПЭНЭ-1. Для обоснования необходимости управления накопителем энергии в статье рассмотрены графики нагрузки предприятия. Определены требования к системе управления. Оптимальным методом является векторное управление накопителем энергии. Векторное управление применяют, как правило, в синхронных двигателях узкоспециального назначения. В принципе, этот метод применим ко всем типам трехфазных двигателей переменного тока. Он представляет большой интерес и для применения в системе управления накопителем энергии. В статье рассмотрены вопросы применения накопителя энергии в распределительных сетях промышленного предприятия и обоснования векторного метода управления обращенным синхронным двигателем накопителя энергии СПЭНЭ-1, приведена блок-схема системы векторного управления двигателем накопителя энергии и результаты ее моделирования в среде MatLab (Simulink).

The development of an intelligent energy storage management system is an up-to-date scientific and technical challenge. This system should ensure maximum efficiency of energy storage in power networks for various purposes. The article discusses the use of energy storage in distribution networks of an industrial enterprise and substantiation of the vector control method of the inverted synchronous motor of the energy storage SPENE-1, shows a block diagram of the vector system for controlling the energy accumulator motor and the results of its simulation in MatLab.

накопитель энергииСПЭНЭ-1векторное управлениеШИМ-регуляторenergy storageSPENE-1vector controlPWM controllerРабота выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках реализации Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы», идентификационный номер проекта RFMEFI57818X0265 (соглашение от 27.11.2018 г. № 075-02-2018-209 (14.578.21.0265)). Заказчик - Министерство образования и науки Российской Федерации.This work was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation as part of the implementation of the Federal Targeted Program “Research and Development in Priority Directions for the Development of the Scientific and Technological Complex of Russia for 2014–2020”, the project identification number is RFMEFI57818X0265 (agreement of 11.27.2018 № 075-02-2018-209 (14.578.21.0265)). The customer is the Ministry of Education and Science of the Russian Federation.ReferencesСмоленцев Н.И., Кондрин С.А. Сверхпроводящий электрокинетический накопитель энергии для локальных электрических сетей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017, Т.19. № 3-4. С.53-60.Smolentsev NI, Kondrin SA. Superconducting electrokinetic energy storage for local electrical networks. News of higher educational institutions. Energy problems. 2017;19(3-4):53-60.Смоленцев Н.И. Электромеханический сверхпроводящий накопитель энергии. Пат. 2601590 Российская Федерация, МПК7 Н02К 7/02, Н02К 7/09. № 2015115350/07, опубл. 10.11.2016. Бюл. № 31.Smolentsev NI. Electromechanical superconducting energy storage. Pat. 2601590 Russian Federation, IPC7 NC 7/02, NC 7/09. /№ 2015115350/07; Claims 04/23/2015; publ. 10.11.2016. Bul N. 31.Матвеев В.А Сверхпроводящий магнитный подвес для кинетического накопителя энергии: пат. 2551864 Российская Федерация: МПК7F 16 C 32/04. заявл. 04.04.2014.Matveev VA. Superconducting magnetic suspension for kinetic energy storage: Pat. 2551864 RF: MPK7 F 16 C 32/04. claimed 04.04.2014Korelsky DV, Potapenko EM, Vasilyeva. Review of modern methods of control of synchronous motors with permanent magnets. // Radio electronics. Computer science. Control. 2001;2:155-159.Korelsky DV, Potapenko EM, Vasilyeva. Review of modern methods of control of synchronous motors with permanent magnets. Radio electronics. Computer science. Control. 2001;2:155-159.Experimental Setup and Efficiency Evaluation of Zero-Field-Cooled ZFCYBCO Magnetic Bearings // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2017. Т. 27. №4. C.360-1105.Experimental Setup and Efficiency Evaluation of Zero-Field-Cooled ZFCYBCO Magnetic Bearings. IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2017; 27(4). pp. 360-1105.Superconductive and energy-storage magnetic suspension flywheel with high energy density: пат. CN102664567 Китай: МПК7 H 02 K 7/02. заявл. 11.05.2012.Tang J. Superconducting and energy storage magnetic suspension flywheel with high energy density: Pat. CN102664567 China: Ipc7 H 02 K 7/02.Pieronek T.J., Decker D.K., Spector V.A. Spacecraft Flywheel Systems-Benefits and Issues. IEEE, 1997. Иосифьяновские чтения. 2016.Pieronek TJ, Decker DK, Spector VA. Spacecraft Flywheel Systems -Benefits and Issues. IEEE, 1997. Iosif'yanovskie chteniya. 2016.Корельский Д.В., Потапенко Е.М., Васильева. Обзор современных методов управления синхронными двигателями с постоянными магнитами // «Радиоэлектроника. Информатика. Управление». 2001. № 2. С. 155-159.Korelsky DV, Potapenko EM, Vasilieva. Review of modern methods of control of synchronous motors with permanent magnets. Radio electronics. Computer science. Control. 2001;2:155-159.Коробко Г.И., Хватов О.С., Коробко И.Г. Разработка и моделирование дизель - генератора с изменяемой чаcтотой вращения в судовой единой электроэнергетической установке системе // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2017. №1. С. 55-61.Korobko GI, Khvatov OS, Korobko IG. Development and simulation of a diesel generator with a variable rotation frequency in the ship's unified electric power installation system. Vestnik of Ivanovo State Energy University. 2017;1:55-61.Шевченко В.П., Бабийчук О.Б. Синхронный двигатель при частотном регулировании // Электротехнические и компьютерные системы. 2014. №14 (90). С.39-42.Shevchenko VP, Babiychuk OB. Synchronous motor with frequency regulation. Electrical and computer systems. 2014;4 (90):39-42.Ali Emadi. Energy-efficient Eelectric Motors, Third Edition, Revised and Expanded. (2005), New York, Marsel Dekker Inc., 400 p.Ali Emadi. Energy-efficient Eelectric Motors. 3ed revised and expanded. (2005), New York, Mar-sel Dekker Inc., 400 p.Латочкин И.В., Смоленцев Н.И. Выбор параметров накопителя энергии и оптимизация системы электроснабжения предприятия // Ползуновский вестник. 2016, № 4-2. С.65-69.Lyatochkin IV, Smolentsev NI. The choice of parameters of the energy storage and optimization of the enterprise's power supply system. PolzunovskyVestnik. 2016;4(2):65-69.Балуев Д.Ю., Зырянов В.М., Кирьянова Н.Г., Пранкевич Г.А. Методика расчета основных параметров накопителя энергии по экспериментальным нагрузочным диаграммам // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 5(136). С. 105.Baluev DYu, Zyryanov VM, Kiryanova NG, Prankevich GA. The method of calculating the main parameters of the energy storage on the experimental load diagrams. Bulletin of the Irkutsk State Technical University. 2018;22:5(136):105.Songa. Z., Lib J, Hou. J., et al. He Battery-Supercapacitor Hybrid Energy Storage System in Electric Vehicle Applications: A Case Stud // Energy. N.154. 2018. pp. 433-441.Songa Z, Lib J, Hou J, et al. He Battery-Super capacitor Hybrid Energy Storage System in Electric Vehicle Applications: A Case Study. Energy. 2018;154:433-441. doi: 10.1016/j.energy.2018.04.148.Ковальчук Д.А., Мазур А.В. Векторное управление синхронным электродвигателем // Автоматизация технологических и бизнес-процессов. 2014. № 17. С. 71-75.Kovalchuk DA, Mazur AV. Vector control of a synchronous motor. Automation of technological and business processes. 2014;17:71-75.Игнатов А.Н., Кувардин К.В., Шабронов А.А. Метод формирования сигнала широтно-импульсной модуляции для управления двигателем постоянного тока: пат. 2665671 РФ, СибГУТИ. № 2015121006; опубл. 03.09.2018, Бюл. № 25.Ignatov AN, Kuvardin KV, Shabronov AA. Method of forming a pulse-width modulation signal for direct current motor control. Pat. 2665671 RF / SibSUTI. N. 2015121006; declare 06/02/2015; publ. 03.09.2018. Bull. N. 25 .Горте О.И., Зырянов В.М., Кирьянова Н.Г., Пранкевич Г.А. Метод выбора параметров накопителя энергии при резкопеременной нагрузке // Наука. Технологии. Инновации. Сборник научных трудов в 10 ч. Под ред. доц. Боруш О.В. Новосибирск: Издательство НГТУ, 2017. Ч. 4. С. 421.Gorte OI, Zyryanov VM, Kiryanova NG; Baruch OV editors. Method of choosing parameters of energy storage under alternating load. Nauka. Technologies. Innovations. Collection of scientific papers. Novosibirsk: Publishing house NGTU, 2017. pp.135-138.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.