Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя
В данной статье рассматривается регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя (ФЭП). Рассмотрены методы увеличения эффективности использования фотоэлектрических преобразователей. Работа проводится на кафедре "Электрические и Электронные аппараты" Московского...
Saved in:
| Published in: | Електротехніка і електромеханіка |
|---|---|
| Date: | 2007 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142873 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя / Ю.К. Розанов, К.В. Крюков // Електротехніка і електромеханіка. — 2007. — № 3. — С. 55-56. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860148996082761728 |
|---|---|
| author | Розанов, Ю.К. Крюков, К.В. |
| author_facet | Розанов, Ю.К. Крюков, К.В. |
| citation_txt | Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя / Ю.К. Розанов, К.В. Крюков // Електротехніка і електромеханіка. — 2007. — № 3. — С. 55-56. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Електротехніка і електромеханіка |
| description | В данной статье рассматривается регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя (ФЭП). Рассмотрены методы увеличения эффективности использования фотоэлектрических преобразователей. Работа проводится на кафедре "Электрические и Электронные аппараты" Московского Энергетического института (Технического университета).
У даній статті розглядається регулятор потоку потужності з використанням фотоелектричного перетворювача (ФЕП). Розглянуті методи збільшення ефективності використання фотоелектричних перетворювачів. Робота проводиться на кафедрі "Електричні і Електронні апарати" Московського Енергетичного інституту (Технічного університету).
The paper introduces a scheme of a power flow controller with a photovoltaic converter on the dc side. Also, the paper discusses ways of efficiency increase for systems with photovoltaic converters. The work is conducted at Electric and Electronic Apparatus Department of Moscow Power Engineering Institute (Technical University).
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:50:56Z |
| format | Article |
| fulltext |
Електротехніка і Електромеханіка. 2007. №3 55
УДК 621.316.72
РЕГУЛЯТОР ПОТОКА МОЩНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Розанов Ю.К., д.т.н., проф., Крюков К.В.,
Московский энергетический институт (Технический университет)
Россия, 111250, Москва, Красноказарменная улица, д. 14, МЭИ (ТУ), каф. "Электрические и электронные аппараты"
тел. +7 (495) 362-78-35, e-mail: jun7@mail.ru
У даній статті розглядається регулятор потоку потужності з використанням фотоелектричного перетворювача
(ФЕП). Розглянуті методи збільшення ефективності використання фотоелектричних перетворювачів. Робота про-
водиться на кафедрі "Електричні і Електронні апарати" Московського Енергетичного інституту (Технічного універ-
ситету).
В данной статье рассматривается регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразо-
вателя (ФЭП). Рассмотрены методы увеличения эффективности использования фотоэлектрических преобразовате-
лей. Работа проводится на кафедре "Электрические и Электронные аппараты" Московского Энергетического ин-
ститута (Технического университета).
При создании систем электроснабжения (СЭС)
объектов малой и средней мощности, которые не
имеют возможности подключения к существующим
электрическим сетям, либо подключены к сетям, где
имеется дефицит электрической мощности, встает
вопрос о применении генераторов электрической
энергии. Наиболее распространенным способом ре-
шения этих проблем является применение электроме-
ханических генераторов с приводом от двигателя
внутреннего сгорания.
Автономные системы на основе электромехани-
ческих генераторов имеют следующие недостатки:
• необходимость поставки топлива и горюче-
смазочных материалов;
• необходимость проведения ТО, и высокая
квалификация обслуживающего персонала;
• необходимость шумоизоляции;
• необходимость отвода выхлопных газов.
В случае систем работающих совместно с сетью,
где имеется дефицит электрической мощности в сис-
темах с использованием резервных электромеханиче-
ских генераторов, кроме перечисленных выше, возни-
кают следующие недостатки:
• невозможность синхронной работы с сетью и
как следствие невозможность компенсации
только дефицита мощности;
• существенное время, необходимое для пере-
ключения на электромеханический генератор;
• при обеспечении бесперебойного питания из-
за использования ИБП сильно возрастает це-
на всей системы.
Устранить все эти недостатки можно путем ис-
пользования систем на базе фотоэлектрических пре-
образователей. Отметим преимущества и недостатки
использования СЭС на базе ФЭП.
• Полная независимость от распределитель-
ных электрических сетей. В солнечные дни
обеспечивается гарантированная выработка
электроэнергии для текущих нужд и заряда
АБ.
• Фотоэлектрические модули практически не
требуют обслуживания, за исключением пе-
риодического очищения от пыли и снега.
• Для круглосуточной работы потребителей
электрической энергии в СЭС на базе ФЭП
обязательно должны присутствовать аккуму-
ляторные батареи (АБ), контроллеры заряда и
разряда АБ и при необходимости питания на-
грузки переменным напряжением инвертор.
Для решения проблем качества электроэнергии, а
так же для обеспечения бесперебойного питания по-
требителей при кратковременных исчезновениях се-
тевого напряжения, наиболее оправданным выглядит
использование регулятора потока мощности с исполь-
зованием ФЭП, схема которого представлена на
рис. 1.
Рис. 1
Данный регулятор может работать, как совмест-
но с сетью, так и в автономном режиме.
При наличии сетевого напряжения инвертор И
выполняет функции активного фильтра, который
осуществляет: фильтрацию высших гармоник, созда-
ваемых нелинейными потребителями. Кроме того,
инвертор может использоваться как компенсатор ре-
56 Електротехніка і Електромеханіка. 2007. №3
активной мощности, обусловленной основными гар-
мониками напряжения сети и тока потребителей.
При исчезновении сетевого напряжения преобра-
зователь И переходит из режима активного фильтра в
режим инвертора, питающего нагрузку от резервных
ФЭП и АБ при минимальных динамических отключе-
ниях на потребителях.
Несомненно, такой регулятор имеет преимуще-
ство перед электромеханическими преобразователя-
ми, но основной силой, которая сдерживает его широ-
кое применение, является высокая стоимость первич-
ных источников, солнечных батарей, так на данный
момент, стоимость ФЭП мощностью 1 Вт составляет
порядка 150 р. Одним из способов снижения стоимо-
сти полной системы является увеличение мощности
отбираемой от элементарной ячейки одного ФЭП, что
приведет уменьшению количества используемых яче-
ек ФЭП. В связи с этим наиболее важным элементом
всей системы, является подсистема "dc-dc преобразо-
ватель – ФЭП". Рассмотрим более подробно эту под-
систему.
Отметим основные особенности источника
• нелинейность внешних характеристик;
• малое выходное напряжение элементарной
ячейки;
• неравномерность освещенности элементов
или модулей батареи.
Ввиду перечисленных особенностей становится
ясно, что наиболее подходящей для работы с ФЭП
является топология мультиконвертера представленная
на рис. 2.
Рис. 2
Топология мультиконвертера обладает следующи-
ми преимуществами перед классической топологией:
• более эффективное использование ячеек;
• большая эффективность при работе с частич-
но затененной батареей;
• контроль и управление выходными парамет-
рами отдельной ячейки.
Для оценки работы мультиконвертера сравним
результаты, полученные при моделировании системы
с одним преобразователем и мультиконвертера, в про-
граммном комплексе OrCad 9.2. Модель состоит из
ФЭП, преобразователей постоянного тока, соединен-
ных по топологии мультиконвертера и системы
управления осуществляющей работу преобразовате-
лей с отбором максимальной мощности.
На рис. 3 представлена зависимость мощности
передаваемой в нагрузку от уровня освещенности
половины батареи, при условии, что освещенность
второй половины батареи постоянна.
0
100
200
300
400
500
600
100 150 200 250
Освещенность, Вт/м2
М
ощ
но
ст
ь,
м
В
т
Мультиконвертер Один преобразователь
Рис. 3
Сравнивая полученные графики можно сделать
вывод о том, что топология мультиконвертера позво-
ляет отбирать от источника большую мощность при
неравномерной освещенности по сравнению с топо-
логией, где используется один преобразователь.
На кафедре "Электрические и электронные аппа-
раты" создан макет, состоящий из трех плат на кото-
рых размещаются: система управления, драйверы и
регуляторы напряжения
Система управления состоит из комплекта
"Starter kit" на базе микропроцессора Motorola
MC68HC908GZ16. В состав микроконтроллера вхо-
дят: два двухканальных 8-ми разрядных таймерных
модуля, модуль 10-ти разрядного АЦП.
Плата драйверов обеспечивает гальваническую
развязку между каналами таймера микроконтроллера,
а также обеспечивает уровень выходных сигналов
достаточных для управления ключами регуляторов.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Электрические и электронные аппараты. Под ред. Ю.К.
Розанова, М: Информэлектро, 2001. – 420 с.
[2] Основы силовой электроники. / Розанов Ю. К. М: Энер-
гоатомиздат,1992.
[3] Разевиг В.Д. Система проектирования OrCad 9.2. – М.:
СОЛОН-Р, 2003.
Поступила 07.09.2006
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142873 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2074-272X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:50:56Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Розанов, Ю.К. Крюков, К.В. 2018-10-18T14:56:58Z 2018-10-18T14:56:58Z 2007 Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя / Ю.К. Розанов, К.В. Крюков // Електротехніка і електромеханіка. — 2007. — № 3. — С. 55-56. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2074-272X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142873 621.316.72 В данной статье рассматривается регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя (ФЭП). Рассмотрены методы увеличения эффективности использования фотоэлектрических преобразователей. Работа проводится на кафедре "Электрические и Электронные аппараты" Московского Энергетического института (Технического университета). У даній статті розглядається регулятор потоку потужності з використанням фотоелектричного перетворювача (ФЕП). Розглянуті методи збільшення ефективності використання фотоелектричних перетворювачів. Робота проводиться на кафедрі "Електричні і Електронні апарати" Московського Енергетичного інституту (Технічного університету). The paper introduces a scheme of a power flow controller with a photovoltaic converter on the dc side. Also, the paper discusses ways of efficiency increase for systems with photovoltaic converters. The work is conducted at Electric and Electronic Apparatus Department of Moscow Power Engineering Institute (Technical University). ru Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Електричні машини та апарати Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя A power flow controller with a photovoltaic converter Article published earlier |
| spellingShingle | Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя Розанов, Ю.К. Крюков, К.В. Електричні машини та апарати |
| title | Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя |
| title_alt | A power flow controller with a photovoltaic converter |
| title_full | Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя |
| title_fullStr | Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя |
| title_full_unstemmed | Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя |
| title_short | Регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя |
| title_sort | регулятор потока мощности с использованием фотоэлектрического преобразователя |
| topic | Електричні машини та апарати |
| topic_facet | Електричні машини та апарати |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142873 |
| work_keys_str_mv | AT rozanovûk regulâtorpotokamoŝnostisispolʹzovaniemfotoélektričeskogopreobrazovatelâ AT krûkovkv regulâtorpotokamoŝnostisispolʹzovaniemfotoélektričeskogopreobrazovatelâ AT rozanovûk apowerflowcontrollerwithaphotovoltaicconverter AT krûkovkv apowerflowcontrollerwithaphotovoltaicconverter |