STUDY OF THE ENERGY EFFICIENCY OF THE ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF SMALL GS IN SHUNTING MODES OF OPERATION BY MEANS OF COMPLEX MODELLING
Розроблено комплексну математичну модель малої гідроелектростанції для системи імітаційного моделювання. Модель складається з імітаційних математичних моделей: гідравлічної турбіни з регульованим напрямним апаратом, її гідравлічної мережі, електромеханічної системи, моделі водосховища. Ці імітаційні...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/477 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-477 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-09-30T11:54:51Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
hydraulic power plant simulation model complex design electromechanical system dynamic mathemati-cal models steady-state operation energy efficiency. |
| spellingShingle |
hydraulic power plant simulation model complex design electromechanical system dynamic mathemati-cal models steady-state operation energy efficiency. Popovych , O. Golovan, I. STUDY OF THE ENERGY EFFICIENCY OF THE ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF SMALL GS IN SHUNTING MODES OF OPERATION BY MEANS OF COMPLEX MODELLING |
| topic_facet |
hydraulic power plant simulation model complex design electromechanical system dynamic mathemati-cal models steady-state operation energy efficiency. гідравлічна електрична станція імітаційна модель комплексне проєктування електромеханічна система динамічні математичні моделі усталені режими роботи енергетична ефективність. |
| format |
Article |
| author |
Popovych , O. Golovan, I. |
| author_facet |
Popovych , O. Golovan, I. |
| author_sort |
Popovych , O. |
| title |
STUDY OF THE ENERGY EFFICIENCY OF THE ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF SMALL GS IN SHUNTING MODES OF OPERATION BY MEANS OF COMPLEX MODELLING |
| title_short |
STUDY OF THE ENERGY EFFICIENCY OF THE ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF SMALL GS IN SHUNTING MODES OF OPERATION BY MEANS OF COMPLEX MODELLING |
| title_full |
STUDY OF THE ENERGY EFFICIENCY OF THE ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF SMALL GS IN SHUNTING MODES OF OPERATION BY MEANS OF COMPLEX MODELLING |
| title_fullStr |
STUDY OF THE ENERGY EFFICIENCY OF THE ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF SMALL GS IN SHUNTING MODES OF OPERATION BY MEANS OF COMPLEX MODELLING |
| title_full_unstemmed |
STUDY OF THE ENERGY EFFICIENCY OF THE ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF SMALL GS IN SHUNTING MODES OF OPERATION BY MEANS OF COMPLEX MODELLING |
| title_sort |
study of the energy efficiency of the electromechanical system of small gs in shunting modes of operation by means of complex modelling |
| title_alt |
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ МАЛИХ ГЕС У МАНЕВРОВИХ РЕЖИМАХ РОБОТИ ЗАСОБАМИ КОМПЛЕКСНОГО МОДЕЛЮВАННЯ |
| description |
Розроблено комплексну математичну модель малої гідроелектростанції для системи імітаційного моделювання. Модель складається з імітаційних математичних моделей: гідравлічної турбіни з регульованим напрямним апаратом, її гідравлічної мережі, електромеханічної системи, моделі водосховища. Ці імітаційні моделі побудовано на основі дифере-нціальних рівнянь електричної, механічної, гідравлічної рівноваги й призначено для визначення величин струмів, швидко-стей, продуктивності усталених режимів роботи з урахуванням нелінійних властивостей параметрів рівнянь. Для підвищення адекватності комплексної моделі застосовано й верифіковано уточнену імітаційну модель асинхронної машини з деталізацією втрат для уточнення ККД і допустимої за нагрівом потужності в режимі двигуна і генератора. Втрати у сталі враховано їх еквівалентними контурами. Інформація про розраховані величини параметрів робочих режимів забезпечує визначення величини показників ефективності системи гідроелектростанції за різних умов роботи, що надає можливість формувати оптимальні режими. За результатами серії розрахунків із варіюванням статичного напору і відкриття лопатей осьового напрямного апарату досліджено закономірності зміни їх оптимального співвідношення за критерієм максимуму виробленої електричної потужності на одиницю витрат води водосховища, яке використано при формуванні маневрового режиму електростанції. За інформацією щодо величини природного стоку й характеристик турбінного агрегату визначено сталий рівень статичного напору, який забезпечує максимум виробленої електроенергії. Досліджено маневровий режим роботи електростанції з визначенням впливу зміни кількості одночасно працюючих агрегатів на величину виробленої електроенергії та зміну її потужності (показано можливість зменшення нерівномірності генерованої потужності практично в два рази і збільшення мінімальної потужності на 30 %). Порівняно зі сталим стоком маневровий режим забезпечує майже двократне збільшення вироблення електроенергії й трикратне збільшення ефективності з урахуванням диференційованої за часом доби вартості електроенергії. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/477 |
| work_keys_str_mv |
AT popovycho doslídžennâenergetičnoíefektivnostíelektromehaníčnoísistemimalihgesumanevrovihrežimahrobotizasobamikompleksnogomodelûvannâ AT golovani doslídžennâenergetičnoíefektivnostíelektromehaníčnoísistemimalihgesumanevrovihrežimahrobotizasobamikompleksnogomodelûvannâ AT popovycho studyoftheenergyefficiencyoftheelectromechanicalsystemofsmallgsinshuntingmodesofoperationbymeansofcomplexmodelling AT golovani studyoftheenergyefficiencyoftheelectromechanicalsystemofsmallgsinshuntingmodesofoperationbymeansofcomplexmodelling |
| first_indexed |
2024-12-15T20:51:52Z |
| last_indexed |
2024-12-15T20:51:52Z |
| _version_ |
1818541111852924928 |
| spelling |
veorgua-article-4772024-09-30T11:54:51Z ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ МАЛИХ ГЕС У МАНЕВРОВИХ РЕЖИМАХ РОБОТИ ЗАСОБАМИ КОМПЛЕКСНОГО МОДЕЛЮВАННЯ STUDY OF THE ENERGY EFFICIENCY OF THE ELECTROMECHANICAL SYSTEM OF SMALL GS IN SHUNTING MODES OF OPERATION BY MEANS OF COMPLEX MODELLING Popovych , O. Golovan, I. hydraulic power plant, simulation model, complex design, electromechanical system, dynamic mathemati-cal models, steady-state operation, energy efficiency. гідравлічна електрична станція, імітаційна модель, комплексне проєктування, електромеханічна система, динамічні математичні моделі, усталені режими роботи, енергетична ефективність. Розроблено комплексну математичну модель малої гідроелектростанції для системи імітаційного моделювання. Модель складається з імітаційних математичних моделей: гідравлічної турбіни з регульованим напрямним апаратом, її гідравлічної мережі, електромеханічної системи, моделі водосховища. Ці імітаційні моделі побудовано на основі дифере-нціальних рівнянь електричної, механічної, гідравлічної рівноваги й призначено для визначення величин струмів, швидко-стей, продуктивності усталених режимів роботи з урахуванням нелінійних властивостей параметрів рівнянь. Для підвищення адекватності комплексної моделі застосовано й верифіковано уточнену імітаційну модель асинхронної машини з деталізацією втрат для уточнення ККД і допустимої за нагрівом потужності в режимі двигуна і генератора. Втрати у сталі враховано їх еквівалентними контурами. Інформація про розраховані величини параметрів робочих режимів забезпечує визначення величини показників ефективності системи гідроелектростанції за різних умов роботи, що надає можливість формувати оптимальні режими. За результатами серії розрахунків із варіюванням статичного напору і відкриття лопатей осьового напрямного апарату досліджено закономірності зміни їх оптимального співвідношення за критерієм максимуму виробленої електричної потужності на одиницю витрат води водосховища, яке використано при формуванні маневрового режиму електростанції. За інформацією щодо величини природного стоку й характеристик турбінного агрегату визначено сталий рівень статичного напору, який забезпечує максимум виробленої електроенергії. Досліджено маневровий режим роботи електростанції з визначенням впливу зміни кількості одночасно працюючих агрегатів на величину виробленої електроенергії та зміну її потужності (показано можливість зменшення нерівномірності генерованої потужності практично в два рази і збільшення мінімальної потужності на 30 %). Порівняно зі сталим стоком маневровий режим забезпечує майже двократне збільшення вироблення електроенергії й трикратне збільшення ефективності з урахуванням диференційованої за часом доби вартості електроенергії. A comprehensive mathematical model of a small hydroelectric power plant for a simulation modelling system has been devel-oped. The model consists of the following simulation mathematical models: a hydraulic turbine with an adjustable guide device, its hydraulic network, an electromechanical system, and a reservoir model. These simulation models are based on the differential equations of electrical, mechanical, and hydraulic equilibrium and are designed to determine the values of currents, speeds, and performance of steady-state operating modes, taking into account the nonlinear properties of the equation parameters. To im-prove the adequacy of the complex model, a refined simulation model of an induction machine with loss detailing was applied and verified to specify the efficiency and permissible heating power in the motor and generator modes. The losses in steel are ac-counted for by their equivalent circuits. The information on the calculated values of the operating mode parameters allows deter-mining the value of the efficiency indicators of the hydroelectric power plant system under different operating conditions, which makes it possible to formulate optimal modes. Based on the results of a series of calculations with varying static head and open-ing of the blades of the axial guide apparatus, the regularities of changes in their optimal ratio according to the criterion of maximum electric power generated per unit of reservoir water flow used in the formation of the power plant's shunting mode were investigated. Based on the information on the value of the natural flow and the characteristics of the turbine unit, a stable level of static head is determined, which ensures the maximum generated electric power. The power plant's shunting mode was studied to determine the impact of changing the number of simultaneously operating units on the amount of electricity generated and changes in its capacity (the possibility of reducing the unevenness of the generated power by almost two times and increasing the minimum capacity by 30% was shown). Compared to the steady-state flow, the shunting mode provides an almost twofold increase in electricity generation and a threefold increase in efficiency, taking into account the differential cost of electricity by time of day. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024-09-29 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/477 10.36296/1819-8058.2024.3(78).122-131 Возобновляемая энергетика; № 3(78) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 122-131 Відновлювана енергетика; № 3(78) (2024): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 122-131 Vidnovluvana energetika ; No. 3(78) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 122-131 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2024.3(78) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/477/386 Copyright (c) 2024 Vidnovluvana energetika |