Управление электромеханическим накопителем энергии

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).

1. Смоленцев 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.

2. 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.

3. Матвеев В.А Сверхпроводящий магнитный подвес для кинетического накопителя энергии: пат. 2551864 Российская Федерация: МПК7F 16 C 32/04. заявл. 04.04.2014.

4. 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.

5. Experimental Setup and Efficiency Evaluation of Zero-Field-Cooled ZFCYBCO Magnetic Bearings // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2017. Т. 27. №4. C.360-1105.

6. Superconductive and energy-storage magnetic suspension flywheel with high energy density: пат. CN102664567 Китай: МПК7 H 02 K 7/02. заявл. 11.05.2012.

7. Pieronek T.J., Decker D.K., Spector V.A. Spacecraft Flywheel Systems-Benefits and Issues. IEEE, 1997. Иосифьяновские чтения. 2016.

8. Корельский Д.В., Потапенко Е.М., Васильева. Обзор современных методов управления синхронными двигателями с постоянными магнитами // «Радиоэлектроника. Информатика. Управление». 2001. № 2. С. 155-159.

9. 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.

10. Шевченко В.П., Бабийчук О.Б. Синхронный двигатель при частотном регулировании // Электротехнические и компьютерные системы. 2014. №14 (90). С.39-42.

11. Ali Emadi. Energy-efficient Eelectric Motors, Third Edition, Revised and Expanded. (2005), New York, Marsel Dekker Inc., 400 p.

12. Латочкин И.В., Смоленцев Н.И. Выбор параметров накопителя энергии и оптимизация системы электроснабжения предприятия // Ползуновский вестник. 2016, № 4-2. С.65-69.

13. 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.

14. 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.

15. Ковальчук Д.А., Мазур А.В. Векторное управление синхронным электродвигателем // Автоматизация технологических и бизнес-процессов. 2014. № 17. С. 71-75.

16. 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.

17. 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.