автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Автономные инверторы солнечных электростанций сельскохозяйственных потребителей

На правах рукописи

Пятикопов Сергей Михайлович

АВТОНОМНЫЕ ИНВЕРТОРЫ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Специальность: 05.20.02 -Элеетротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕ ФЕ PAT

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар 2006

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» (КубГАУ).

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Григораш Олег Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Султанов Георгий Ахмедович

кандидат технических наук, доценг Воронин Сергей Михайлович

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства (ВНИПТИМЭСХ г. Зерноград).

Защита диссертации состоится 20 декабря 2006 г., в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.08 Кубанского государственного аграрного университета по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, КубГАУ, корпус ф-та энергетики и электрификации, ауд. №4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан <о&7» ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических на^ь^. профессор

С .В. Оськин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Электрификация сельскохозяйственных потребителей имеет свои особенности, позволяющие выделить ее в относительно самостоятельную область науки и техники. На эти особенности оказывают влияние как специфика сельскохозяйственного производства, рассредоточенного по значительной территории, так и исторический процесс развития электрификации сельского хозяйства. Эти обстоятельства определяют специфические требования к построению электроэнергетических систем в целом.

В настоящее время динамика экономического развития отрасли требует поиска и разработки новых методов улучшения качественной стороны электрификации сельскохозяйственных потребителей.

В системе АПК имеются удаленные потребители: фермы, стригальные пункты, фермерские хозяйства и т.п. Для таких потребителей иногда выгоднее использовать автономные источники электроэнергии (АИЭ), чем прокладывать линии электропередачи от централизованной системы. Многие хозяйства, особенно те, которые приобрели перерабатывающие цеха, столкнулись с проблемой, связанной с нехваткой мощностей источников или с малыми сечениями проводов линий передачи электроэнергии.

На основании исследований ведущих ученых в области электрификации сельского хозяйства Бородина И.Ф., Будеко И.А., Ерошенко Г.П., Ось-кина СВ. Левина М.С., Лещинской Т.Б., Хорольского ВЛ. и др., направленных на улучшение эксплуатационно-технических характеристик (ЭТХ) функциональных узлов и элементов систем электроснабжения (СЭС), можно сделать вывод о предполагаемом повышении критериев их эффективности (показателей надежности, качества электроэнергии, КПД, стоимости и мас-согабаритные показатели для транспортных систем) сельскохозяйственных потребителей. Однако для существенного улучшения этих критериев необходимы новые принципы и методы конструирования СЭС.

Одно из направлений, способствующих росту эффективности, в том числе повышению экономичности сельскохозяйственного производства, — внедрение новой техники, возобновляемых и нетрадиционных источников электроэнергии 03ИЭ и НИЭ).

Актуальность проблемы подчеркивает состоявшееся в феврале 2002 г. общее собрание Академии электротехнических наук РФ при участии членов Международной энергетической академии. На собрании отмечалось, что одной из крупнейших сфер применения малой энергетики является сельское хозяйство, очень чувствительное к перерывам в электро- и теплоснабжении. Россия обладает огромным потенциалом НИЭ, но их доля в энергетическом балансе страны в настоящее время чрезвычайно мала. Кроме того, мировой опыт свидетельствует о высоких перспективах применения в сельском хозяйстве ВИЭ и НИЭ.

Основные причины выявленной тенденции использования НИЭ в мире и России следующие: возросший тариф на электроэнергию от центральных энергосистем; ограниченность природных запасов топлива; остро возросшая проблема загрязнения окружающей среды, в том числе отрицательные экологические последствия традиционной энергетики.

Разработкой НИЭ для сельского хозяйства настоящее время занимаются ведущие ученые ВИЭСХ, известны также работы ученых по разработке ВИЭ для сельскохозяйственных потребителей Саплина Л.А., Григораш ОЗ., К рей-мера А.С и др. Однако в этих работах недостаточно уделялось внимание особенностям разработки отдельных элементов солнечных электростанций (СЭ\ в частности автономным инверторам (АИ).

Основными недостатками эксплуатируемых АИ являются относительно низкое качество выходного напряжения, что требует применения массивных фильтров, а в связи с этим, повышенная масса и низкий КПД. Таким образом, улучшение критериев эффективности автономных инверторов приведет к улучшению характеристик СЭ.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой ФГОУ ВПО КубГАУ «Разработка и исследование энергосберегающих технологий, оборудования и источников электропитания для АПК» на 2001-5-2005 гх. (ГР № 1200113477).

Целью диссертационной работы является улучшение эксплуатационно-технических характеристик автономных инверторов солнечных электростанций сельскохозяйственных потребителей путем применения промежуточного преобразования электроэнергии.

Объекты исследований — автономные инверторы и системы управления

ими.

Предмет исследования - математические и физические модели автономного инвертора, его критерии эффективности (качества электроэнергии, стоимости и КПД).

Научную новизну работы составляют:

- математическая модель автономного инвертора с высокочастотным звеном, позволяющая исследовать электромагнитные процессы в преобразователе в основных режимах его функционирования;

-функциональные алгоритмы управления автономными инверторами, позволяющие повысить их КПД и надежность до допустимых значений погрешности несинусоидальности выходного напряжения;

- функциональная схема автономного инвертора с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками.

Практическую значимость работы представляют:

- результаты математического моделирования и экспериментальных исследований, позволяющие обосновывать выбор элементов силовой схемы преобразователя и устройств защиты от аварийных режимов работы;

- инженерная методика анализа и оценки качества выходного напряжения автономных инверторов, позволяющая снизить погрешность расчетов энергетических характеристик;

- предложенные схемотехнические решения автономных инверторов, позволяющие повысить их КПД и надежность работы.

На защиту выносятся:

- математическая модель преобразовательного модуля постоянного тока;

- методика оценки качества выходного напряжения автономных инверторов;

- результаты экспериментальных исследований электромагнитных процессов, протекающих в преобразователе в основных режимах его функционирования;

- новое техническое решение автономного инвертора с высокочастотным звеном в модульном исполнении с улучшенными эксплуатационно-техническим и характеристиками.

Реализация и внедрение результатов работы.

Материалы по разработке математической модели преобразовательного модуля в основных режимах его функционирования переданы и используются в Куйбышевском Муниципальном Унитарном Предприятии «Водоканал» (Ростовская область).

Результаты научных исследований также используются в учебном процессе при изучении дисциплины «Электроника» на факультете энергетики и электрификации ФГОУ В ПО КубГАУ.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Ш Российской НПК по физико-техническим проблемам создания новых технологий АПК в СтГАУ в 2005 (г.Ставрополь); на Международной конференции по высоким технологиям энергосбережения в 2005 г. (г. Воронеж); на межвузовской НТС по проблемам электрификации сельскохозяйственного производства в КубГАУ в 2005 г. (г.Краснодар).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 10 научных трудов, включая 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, общих выводов, списка использованных источников, включаю-

щих 106 наименований и приложения. Общий объем диссертации: 148 страниц машинописного текста, включая 35 рисунков, 4 таблицы, 15 страниц приложения.

Во введении раскрывается актуальность темы исследований. Сформулированы цель работы, научная новизна, практическая значимость и основные положения выносимые на защиту. Приведены сведения об использовании и внедрении результатов исследований.

В первом разделе рассмотрено состояние электрификации сельскохозяйственного производства, мировой опыт показывает возросший в последнее время интерес к применению в сельском хозяйстве нетрадиционных и возобновляемых источников электроэнергии. Это связано с целым комплексом причин, основными ю которых являются:

возросший ущерб от перерывов в электроснабжении потребителей от центральных источников электроэнергии;

возросший тариф на электроэнергию от центральных энергосистем; ограниченность природных запасов топлива;

остро возросшая проблема загрязнения окружающей среды (отрицательные экологические последствия традиционной энергетики).

Применение электростанций, преобразующих энергию солнца в электрическую энергию, является перспективным направлением, поскольку в настоящее время уменьшилась стоимость фотоэлементов СЭ и, в перспективе ожидается ее значительное уменьшение. Так, с 1900 по 2000 г.г. удельная стоимость 1 кВт • ч вырабатываемой энергии снизилась более чем в 4 раза. В настоящее время тенденция снижения стоимости сохранилась.

Как известно, на сегодня 1 м2 солнечных батарей вырабатывает около 150 Вт электроэнергии постоянного тока при солнечной средней активности. Для преобразования электроэнергии в переменный ток применяются статические преобразователи - инверторы. Среднемесячная температура воздуха с апреля по октябрь в южных регионах России находится в пределах от +9° до +10°С и облачности в те же месяцы от 47% до 56%.

Природные и климатические условия южных регионов России, в частности Краснодарского края, одного из основных сельскохозяйственных регионов страны, способствуют широкому и эффективному внедрению СЭ в качестве источников электроэнергии.

Как известно, основными функциональными узлами СЭ являются фотоэлектрические модули или батареи, аккумуляторные батареи, зарядные устройства, инвертор, комплект коммутационных аппаратов и устройства защиты и автоматики. АИ предназначены для преобразования электрической энергии постоянного тока в переменный ток.

АИ, кроме преобразования электроэнергии, осуществляют функции стабилизации параметров электроэнергии и осуществляют функции согласующих устройств, обеспечивающих параллельную работу автономных источников, в том числе, при необходимости, с внешней сетью. Основными недостаткам и эксплуатируемых АИ являются: относительно низкие уровни надежности, качества электроэнергии, КПД и большие массогабаритные показатели. В связи с этим сформулирована цель исследований.

Для достижения поставленной цели сформулированы задачи исследований:

1. Провести структурный синтез автономных инверторов, имеющих улучшенные энергетические иЭТХ.

2. Исследовать гармонический состав выходного напряжения АИ с учетом режимов функционирования и провести оценку показателей качества электроэнергии.

3. Разработать математическую модель АИ с промежуточным высокочастотным преобразованием, провести теоретические и экспериментальные исследования, разработать рекомендации по их проектированию.

4. Провести технико-экономическую оценку эффективности АИ в составе СЭ.

Во втором разделе проведен анализ характеристик существующих силовых схем автономных инверторов, проведено обоснование рациональной

структуры АИс промежуточным высокочастотным преобразованием. Проведены исследования возможностей улучшения КПД и массогабаригных показателей силовой схемы преобразователя. Показано, что структура АИ напряжения (АИН), содержащая четыре силовых трагоистора, трансформатор со средней точкой и реверсивный выпрямитель (рис.1) имеет лучшие массогабаригные показатели и показатели качества электроэнергии. Так, в диапазоне частот промежуточного преобразования до 5 кГц — масса АИ примерно в 2,6 раза меньше, на частоте 10 кГц - в 3,2 раза, на частоте 20 кГц - в 3,9 раза.

Рисунок 1 — Принципиальная силовая электрическая схема АИН

На основании проведенного анализа с учетом ограничений накладываемой частотой преобразования, мощности преобразователя, сделан вывод, что практическое использование частот 5...10 кГц целесообразно для преобразователей, имеющих жесткие ограничения по массогабаригным и энергетическим показателям, причем в качестве элементной базы таких преобразователей должны преимущественно использоваться транзисторы типа МОББЕТ.

Рассмотрены особенности работы силовых схем АИ. Как известно, в инверторах напряжения транзисторы работают в ключевом режиме. Такой режим работы на транзисторах накладывает ряд ограничений: по току коллектора (/„); по напряжению между коллектором и эмиттером (£/кэ); по мощности, выделяемой на коллекторном переходе (Рк).

Но, так как транзистор не является идеальным ключевым элементом, работа его в ключевом режиме сопровождается потерями мощности, вызывающим и его нагрев. В связи с этим возникает необходимость количественной оценки мощности потерь АРг в транзисторе с тем, чтобы принять меры, исключающие возможность его перегрева свыше допустимых пределов.

Общую мощность, рассеиваемую транзистором, работающем в ключевом режиме, можно представить в виде трех компонентов: потерь в режиме отсечки (ДРотс); потерь в режиме насыщения (АРнас); потерь в режиме переключений (АР„ер=АРв1(Я +АРвыкл). Тогда мощность потерь в транзисторе

где I отс - время отсечки; Д и^.э. и — падение напряжения на коллекторно-эм Штерном переходе и ток, протекающий через этот переход соответственно 1к.тах> /^.да/л —максимальное и минимальное значения коллекторного тока.

Мощность, рассеиваемая в транзисторе, работающем в ключевом режиме, в основном определяется потерями мощности на коллекгорно-эмигтерном переходе транзистора в режиме переключений.

Разработана система управления АИ по заданному качеству выходного напряжения, при этом рассмотрены известные способы модуляции выходного напряжения. Принцип слежения за кривой ведущего сигнала, позволяет получать выходное напряжение с улучшенным гармоническим составом, т.е. с улучшенным качеством выходного напряжения. В этом случае последователь-

APT=APonc+APuac+AP„ep =

отс

2 Т

(1)

ность им пульсов переменной длительности и скважности на протяжении полупериода формирования синусоиды заполняется импульсами тактовой частоты, длительность которых обеспечивает работу силового трансформатора по полной петле гистерезиса и одновременно удовлетворяет расчётным параметрам корректирующих цепочек силовых транзисторов.

Для реализации этих требований предлагается АИН, функциональная схема которого, приведена на рис.2. В предложенной схеме АИН выходное напряжение с достаточной точностью повторяет по форме и частоте ведущий сигнал.

Рисунок 2 - Функциональная схема системы управления высокочастотного транзисторного инвертора напряжения

Высокочастотный траюисторный инвертор напряжения (рис.2) содержит задающий генератор ЗГ, селекторы С1 и С2, предварительные ус ил тел и У1 и У2, усилитель мощности УМ, силовой трансформатор Т, демодулятор Д и фильтр Ф, соединенный с выходными выводами и с первым входом формирователя им пульсов ФИ, один из выходов которого подключен к входам селекторов С1 и С2, второй выход - к входу элемента ИЛИ, а второй вход - к выходу источника эталонного сигнала ЮС, второй выход которого соединен с управ-

ляющим входом демодулятора Д, счетный вход задающего генератора ЗГ соединен с выходом элемента ИЛИ, два оставшихся входа которого подключены через соответствующие датчики насыщения ДН1 и ДН2 с усилителем мощности УМ.

На рис.3 показаны: а - импульсы задающего генератора 1, поступающие на вход селектора 2; б- импульсы задающего генератора ЗГ, поступающие на вход селектора С2; в - импульсы формирователя импульсов ФИ, поступающие на вход селекторов С1 и С2; г - им пульсы формирователя импульсов ФИ, поступающие на вход элемента ИЛИ; д,е - импульсы датчиков насыщения ДН1 и ДН2, поступающие на соответствующие входы элемента ИЛИ; ж - импульсы элемента ИЛИ, поступающие на счетный вход задающего генератора ЗГ; з — импульсы селектора С1, поступающие на вход предварительного усилителя У1; и - импульсы селектора С2, поступающие на вход предварительного усилителя У2; к - форма выходного напряжения источников эталонного сигнала ИЭС; л -импульсы напряжения на выходе силового трансформатора м - форма выходного напряжения преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

При пуске задающего генератора ЗГ момент времени (рис.3) источник эталонного сигнала ИЭС формирует опорный сигнал синусоидального напряжения (рис.3, к) выходное напряжение преобразователя поступает на один из входов формирователя импульсов ФИ, который вырабатывает последовательность импульсов, открывающих селекторы С1 и С2 (рис.3, в) на необходимое для формирования выходного синусоидального напряжения время.

Импульсы с выхода селекторов С1 и С2 (рис.3, з,и) через предварительные усилители У1 и У2 поступают на вход усилителя мощности УМ, обеспечивая его работу в двухтактном режиме (рис. 3,л).

Задающий генератор работает в режиме ждущего мультивибратора, который перебрасывается в другое устойчивое состояние в момент поступления на его счетный вход управляющего импульса с выхода элемента ИЛИ (рис.3, ж). А это возможно при поступлении на вход элемента ИЛИ сигнала управления от

одного из двух датчиков насыщения ДН1 или ДН2 (рис.3, а,е\ контролирующих момент выхода сердечника силового трансформатора Т преобразователи в режим одностороннего насыщения, или с выхода формирователя импульсов ФИ (рис.3, г).

и 1р.

"I п ПП П ПI-1ПI—I п п п «

ш I ! Г~! П I-1ПI-1 ПП ПП П I-11—1 п

П п ,

Рисунок 3 - Диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы системы управления АИН

Использование датчиков насыщения ДН1 и ДН2 (рис.2), позволяет добиться того, что магнигопровод силового трансформатора Т работает по полной петле гистерезиса.

При поступлении управляющих сигналов на вход усилителя мощности УМ выходное напряжение инвертора начинает возрастать и как только оно в момент времени // достигнет значения

и~ит'В\+ (3)

формирователь импульсов переходит в другое устойчивое состояние, при котором задающий генератор ЗГ также меняет свое состояние, а селекторы С1 и С2 запираются. Усилитель мощности запирается. В момент времени напряжение нагрузки уменьшится до величины

и - ит ' Бт ал - Дм, (4)

формирователь импульсов при этом вырабатывает импульс, открывающий селекторы С1 и С2, которые пропускают импульсы, вырабатываемые задающим генератором ЗГ через предварительные усилители У1 и У2, на усилитель мощности УМ, обеспечивая рост выходного напряжения преобразователя. Для формирования выходного напряжения, по форме повторяющее напряжение, вырабатываемое генератором эталонного сигнала, на усилитель мощности воздействуют пачки прямоугольных импульсов, длительность пачек прямоугольных импульсов и скважность между ними задаются последовательностью импульсов, вырабатываемых формирователем импульсов, величиной нагрузки и эталонным сигналом. На выходе усилителя мощности УМ формируются двух-полярные импульсы (рис.З, л), которые через силовой трансформатор Т поступают на демодулятор Д.

С помощью источника эталонного сигнала ИЭС ключи демодулятора Д управляются таким образом, что полярность выходного напряжения соответствует необходимой. После сглаживания высокочастотных пульсаций фильтром Ф выходное напряжение имеет форму, показанную на рис.3, м. При этом выходной трансформатор, дроссель фильтра и другие реактивные элементы пре-

образователя имеют параметры, в том числе вес и габариты, определяемые высокой несущей частотой и не зависят от частоты преобразуемого сигнала.

Таким образом, использование двух датчиков насыщения и элемента ИЛИ позволяет повысить надежность преобразователя благодаря контролю состояния петли гистерезиса силового трансформатора преобразователя и исключению режима глубокого одностороннего насыщения силового трансформатора.

На практике наиболее широко применяется спектральный метод, т. е. метод подавления низкочастотных гармоник при заданном числе ступеней аппроксимации.

Из анализа литературных источников известно, что наиболее оптимальное с точки зрения практической реализации количество ступеней аппроксимации синусоиды равно 6, 7. Приняв п - 7, число интервалов на периоде, равном 30, и, используя метод с подавлением максимального количества низкочастотных гармоник получается система уравнений (4).

Решив систему уравнений (4) и вычислив величину каждой из семи ступеней аппроксимации, получим значение амплитуды каждой из семи ступеней (5).

В третьем разделе проводится анализ гармонического состава и расчет показателей качества выходного напряжения АИН. Получена зависимость коэффициента несинусоидальности выходного напряжения АИН от скважности импульсов. Установлено, что диапазон оптимальных значений скважности модулирующих импульсов Л, обеспечивающих минимальные значения коэффициента несинусоидальности Кц, находится в пределах 0,65+0,85, С помощью полученных графиков можно получить значение коэффициента фильтрации и проводить расчет параметров выходного Г-образного ЬС -фильтра по известной методике.

4ГЛ, •С0512° + Л2 • сое24 + А} -со836° + у44 -сое 48°+ 1 Д

я[ +А5'СО$60° + А6 • соьН" + А7 •соз84° '

4 Г Л, • сое 36° + Аг • сое72 + А3 • сое 108° + А4 • сое 144° +"1 _ 3-я[+/*5-соз180° + 41-со52160 + Л7 -соз252° '

4 ГЛ, • сое 60° + Аг • соэ 120 + А3 • соэ 180° + А4 • сое240° + 1 _ 5 • [+ ^ • сояЗОО0 + А6 • сскЗбО0 + А7 • соз420° '

4 Г^, •со584° + Л2-со5168 + //,-соз252°+^4 •со5336в+"|_о I 7• я[+ А5 • соэ420° + А6 • сое504° + А1 • сое588° ' /

4 ГАх •соз108° + Л2 • соя 216 + - соэ 324° + А4 •С05432°+~1 9• я[+ Л5 • сое540° + А6 • соб648° + Ат • сое756° '

4 Г/*, • сое 132° + А2 • соз264 + Л, • сое396° + А4 -соз5280+~1 11 • я [+ А5 • сое 660° + Л6 • сое 792° + А7 • сое924° '

4 [Л, • соя 156° + Аг -со8312 + Аъ-СО54680+А< -со5624° 13 • я [+ Аь • соб 780° + А6 • сое 936° + А1 • сой 1092°

Я, = Л,; Н2=АХ+А2, Я3 = Л, + А2 + А,\

= А, +А2 + А3 +Л4; Я5 = А, + А2 + А} + А4 + А5; Н7 = Ах + А2 + А] + А4 + А5 + А6 + А7; Я7 = А, + А2 + А3 + А4 + А5 + А6 + А7.

(4)

(5)

Разработана схема замещения АИ. На основе схемы замещения преобразовательного устройства составлен ее граф, отражающий геометрию электрической цепи. В качестве системы координат для формирования уравнений математической модели выступают сечения и контуры графа или отдельные из них.

Математическая модель АИ напряжения в матричной форме имеет вид

0 0 -1 0 1 0 0

0 0 0 -1 0 1 0

+ 0 0 0 0 -1 0 1

}сф 3_ 0 0 0 0 0 -1 0

'сг| -1 0 -1 1 0 0

'стч 0 -1 0 0 1 -1

'ад 6 0 0 0 0 0 0

>адт_ 0 0 0 0 0 0

4.0 "0 1 0 0 0

-1 -1 0 0 0

0 1 -1 0 0

иш 0 1 0 -1 0

и1Ф\ 0 0 0 0 0

"1*2 0 0 0 0 0

"1М1 0 0 0 0 -1

?1Н1. 0 0 0 0 0

ш

О

%ф\ '¿<м 'ш 1 .'¿л г.

гсе1

= 0

о о -1 о

'ОЕ1 'ОД1

'од* 'ОД5

/од*.

О О -1 -1 О о

-1

-1 о о

о о о

-I

ста "о'Лб

"ад 7

О

о о о -1

0

1 о

= 0

(6)

"0 "

-1

Чз 1 ' 0

«СИ 0

"см 0

Мечи. 0

0

0

[Б]

При формировании уравнений переменных состояния и выходных уравнении было принято допущение о равенстве активных сопротивлении обмоток трансформатора.

Математическая модель позволила получить временные диаграммы токов и напряжений на элементах силовой схемы замещения АИН (рис.4).

В четвертом разделе рассмотрены вопросы особенностей оптимизации параметров АИН для максимального КПД. Получены зависимости влияния конструктивных параметров и индуктивности намагничивания высокочастотного трансформатора на выходное напряжение АИН.

Для проверки правильности полученных теоретических выводов по определению возможности использования преобразователей на основе высокочастотного инвертора в различных режимах эксплуатации, а также степени досто-

верности результатов, полученных при его исследовании на ЭВМ с помощью разработанных моделей, алгоритмов и программ, (йыли проведены экспериментальные исследования.

о)

Рисунок 4 — Результаты математического моделирования: временные диаграммы напряжения на транзисторах (а) и трансформаторе (б) инвертора

Структурная схема экспериментальной установки (рис.5) включает в себя следующие основные элементы: цифровую систему управления инвертора (СУИ); задающий генератор (ЗГ); реверсивный выпрямитель (РВ); выходной

фильтр (Ф); нагрузку инвертора (Н); блок питания инвертора (БП); контрольно-измерительные приборы.

В качестве объекта исследования использовался макет инвертора с промежуточным высокочастотным преобразованием, имеющий следующие параметры: установленная мощность (Р) - 1 кВт; напряжение на входе (У 1 ) — 24В\ напряжение на выходе (III) 220 В.

Рисунок 5 - Структурная схема экспериментальной установки

В работе приведены осциллограммы, подтверждающие работоспособность преобразователя на основе инвертора с промежуточным высокочастотным преобразованием при различных видах и характерах нагрузок.

Все осциллограммы хорошо согласуются с теоретическими выводами разделов 2 и 3.

Одним га критериев, характеризующих соответствие модели и реального объекта, является требование совпадения основных характеристик модели с основными характеристиками объекта. Как известно, оценка выполнимости этого требования может быть осуществлена по усредненным значениям рассогласования выходных координат модели и объекта, по мгновенным значениям рассогласования этих координат, а также по рассогласованию их динам ических характеристик с помощью метода статической оценки точности.

Исходя из этого, проверка соответствия физической модели (макет преобразователя) и модели исследования электромагнитных процессов на ЭВМ проводились на основании сопоставимости зависимостей напряжений на выходе инвертора, напряжений на ключевых элементах, напряжений на нагрузке (и ), а также длительностей переходных процессов (гя ) и амплитуд им пульсов напряжений (А) от тока нагрузки преобразователя (/).

Выбор указанных зависимостей в качестве мер сравнения обусловлен тем, что они учитывают особенности работы основных элементов преобразователя во всех режимах.

При оценке результатов измерений доверительная вероятность принималась равной 0,95. Доверительный интервал определялся на основе критерия Стьюденга.

Сопоставление результатов моделирования на ЭВМ и экспериментальных исследований дало хорошее совпадение данных (расхождение не более ±2,3%) и средних значений (расхождение от -6,5% до +8,1%).

Для того чтобы инвестировать любую отрасль, в том числе солнечную энергетику, требуется прогноз динамики цен. Однако в настоящее время не существует простого и общедоступного метода прогнозирования. Одним из эффективных способов прогнозирования динамики цен является изучение информации, касающейся отрасли, за последние 10-15 лет. Анализ полученных сведений позволит сделать прогноз развития солнечной энергетики. Здесь, кроме того, корректно использовать для оценки будущих цен методические рекомендации.

За последнее десятилетие удельная стоимость за 1 кВт-ч вырабатываемой энергии солнечными электростанциями снизилась более чем в 4 раза. Поэтому использование информации с 1990 года и прогнозов по темпам развития солнечной энергетики позволяет предположить, что себестоимость солнечных электростанций будет составлять не более 55 % в 2010 году и 30% в 2020 по сравнению со среднеотраслевой ценой на электростанции в 2000 г.

Здесь важным фактором является то, что ежегодно увеличивается стоимость ископаемого топлива традиционных электростанций.

Прогнозируя динамику роста стоимости топлива к 2020 году (примерно в 2,5 — 3,5 раза увеличится), а также уменьшения стоимости фотоэлементов солнечных электростанций (в 3 — 4 раза уменьшится), то к этому времени капиталовложения в СЭ в сравнении с ДЭС уменьшатся 2 - 2,5 раза. Кроме того, в 2020 г. эксплуатационные затраты на ДЭС будут превышать эксплуатационные затраты на СЭ примерно в 6 - 8 раз.

Перспективным является направление использования в составе САЭ двух АИЭ солнечных электростанций и ДЭС. С одной стороны это позволит обеспечить непрерывное электроснабжение сельскохозяйственных потребителей, а с другой стороны снизить эксплуатационные затраты на АИЭ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Сформулированы функциональные, электрические, конструктивные и эксплуатационные требования, предъявляемые к АИ, а также проведен их структурный синтез, позволяющий создавать статические преобразователи с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками для солнечных электростанций сельскохозяйственного назначения.

2. Разработана функциональная схема автономного инвертора напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием и функциональные алгоритмы его управления, обеспечивают ступенчатую аппроксимацию выходного напряжения, позволяют повысить КПД инвертора на 2-3 % и надежность его работы (наработка до первого отказа АИН мощностью 3-5 кВт составляет около 14000 часов).

3. Использование в составе силовой схемы АИН транзисторов типа МОБРЕТ позволит применить промежуточную частоту преобразования, находящуюся в пределах 5- 20 кГц, что уменьшит в 3-5 раз массу преобразователя.

4. Инженерная методика анализа и оценки качества выходного напряжения автономных инверторов, позволяет получить зависимости коэффициента несинусоидальности от скважности импульсов и тем самым позволит создавать высокоэффективные выходные фильтры, обеспечивающие требуемое качество выходного напряжения автономных инверторов. ТЪк, для обеспечения коэффициента несинусоидальности выходного напряжения АИН в пределах 3-5 % скважность импульсов управления силовыми ключами должна быть равна 0,60,8, при этом, значение коэффициента фильтрации будет изменяться в пределах 6-10.

5. Разработанная математическая модель автономного инвертора, позволяет исследовать электромагнитные процессы в преобразователе в основных режимах его функционирования и результаты математического моделирования и экспериментальных исследований, рассогласование которых оценивалось относительной Погрешностью значение которой не превысило 0,12, подтверждает высокую степень достоверности и универсальности математической модели.

6. В настоящее время эксплуатационные затраты на солнечных электростанций примерно в 3,5 меньше в сравнении с эксплуатационными затратами на ДЭС. Прогнозируя динамику роста стоимости топлива к 2020 году, а также уменьшения стоимости фотоэлементов солнечных электростанций (в 3 — 4 раза уменьшится), можно предположить, что к этому времени капиталовложения в солнечные электростанции в сравнении с ДЭС уменьшатся 2 — 2,5 раза. Таким образом в 2020 г. эксплуатационные затраты на ДЭС будут превышать эксплуатационные затраты на СЭ примерно в 6 — 8 раз.

Перспективным является направление совместного использования солнечных электростанций и ДЭС, это позволит создавать бесперебойные автономные системы электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Пятикопов С.М. Расчет магнитных проводим остей воздушных участков / СМ. Пятикопов. Сборник научных трудов. - Зерноград, 2002. с.52 - 55.

2. Пятикопов С.М. Классификация автономных инверторов / С.М. Пяти-копов. Ш Российская НПК. Физико-технические проблемы создания новых технологий в АПК. СтГАУ «АГРУС». - Ставрополь, 2004, с. 176 - 179.

3. Пятикопов С.М. Преобразователи напряжения повышенной надежности / О.В. Григораш, CJM. Пятикопов. П1 Российская НПК. Физико-технические проблемы создания новых технологий в АПК. СтГАУ «АГРУС». -Ставрополь, 2004, с.286 - 289.

4. Пятикопов СМ., Богдан А.И. Регуляторы напряжения автономных инверторов / С.М. Пятикопов, А.И. Богдан. Сб. науч. тр. Энергосберегающие технологии, оборудование и источники питания АПК. Кубгау. - Краснодар, 2005, с.328 - 332.

5. Пятикопов С.М. Компенсирующие устройства для стабилизации напряжения автономных инверторов / С.М. Пятикопов. Сб. науч. тр. Энергосберегающие технологии, оборудование и источники питания АПК. Кубгау. -Краснодар, 2005, с.320 - 323.

6. Пятикопов С.М. Особенности проектирования систем автономного электроснабжения /О.В. Григораш О.В., С.М. Пятикопов, A.A. Тлеуова. Высокие технологии энергосбережения. Труды международной конференции. — Воронеж «Кварта», 2005, с.34 - 35.

7. Пятикопов С.М. Трансформатор с вращающимся магнитным полем / Ю.П. Степура, С.М. Пятикопов. Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электроэнергии АПК. КубГАУ. - Вып.421 (151). - Краснодар, 2005, с.279 -282.

8.Пятикопов СМ. Автономный инвертор на трансформаторе с вращающимся магнитным полем / Ю.П. Степура, С.М. Пятикопов, В.В. Энговатова. Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электроэнергии АПК. КубГАУ. - Вып.421 (151).- Краснодар, 2005, с.282 - 285.

9. Пятикопов СМ. Автономные инверторы солнечных фотоэлектрических станций сельскохозяйственных потребителей / О.В. Григораш, Ю.П. Сте-

пура, С.М. Пятикопов. - Механгоация и электрификация с.х. № 1, 2006, с. 11 — 12.

10. Пятикопов С.М. О перспективах применения трансформаторов с вращающимся магнитным полем в составе преобразователей электроэнергии/ ОЗ. Григораш, Ю.П. Степура, СМ. Пятикопов. — Промышленная энергетика № 7, 2006, с.37 —40.

Подписано в печать « 17» II 2006 г Бумага офсетная Печ. л. 1 Тираж 100 экз.

Формат 60x84 Офсетная печать Заказ № 622

Отпечатано в типографии КубГАУ, 350044, Краснодар, Калинина, 13

ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННЕ СОСТОЯНИЕ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРСПЕКТИВЫ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.

1.1 Перспективы электрификации сельскохозяйственных потребителей.

1.2 Ущербы от перерывов в электроснабжении и снижении качества электроэнергии в сельскохозяйственном производстве.

1.3 Перспективы возобновляемых источников электроэнергии.

1.4 Основные задачи исследований.

Выводы по разделу 1.

2 СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО МОДУЛЯ

2.1 Анализ существующих силовых схем автономных инверторов.

2.2 Выбор рациональной структуры автономною инвертора с промежуточным звеном повышенной частоты.

2.3 Исследование возможностей улучшения КПД и массогабаритных показателей силовой схемы преобразователя.

2.4 Особенности работы силовой схемы инвертора.

2.5 Разработка системы управления инвертором напряжения по заданному качеству кривой выходного напряжения.

Выводы по разделу 2.

3 АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА И ЕГО МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

3.1 Гармонический состав и расчет показателей качества выходного напряжения автономных инверторов.

3.2 Разработка схемы замещения автономного инвертора с промежуточным высокочастотным преобразованием.

3.3 Разработка математической модели.

Выводы по разделу 3.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В АВТОНОМНОМ ИНВЕРТОРЕ И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

4.1 Особенности оптимизации параметров преобразователя для максимального КПД.

4.2 Исследование электромагнитных процессов в инверторах при различном характере нагрузок на ЭВМ.

4.3 Экспериментальные исследования.

4.4 Экономическое обоснование применения солнечных электростанций для электроснабжения объектов АПК.

Выводы по разделу 4.

Электрификация сельскохозяйственных потребителей имеет свои особенности, позволяющие выделить ее в относительно самостоятельную область науки и техники. На эти особенности оказывают в^иякие как специфика сельскохозяйственного производства, рассредоточенного по значительной территории, так и исторический процесс развития электрификации сельского хозяйства. Эти обстоятельства определяют специфические требования к построению электроэнергетических систем сельского хозяйства в целом.

В настоящее время динамика экономического развития отрасчи требует поиска и разработки новых методов улучшения качественной сто роны электрификации сельскохозяйственных потребителей.

В сельском хозяйстве имеются удаленные потребители: фермы, стригальные пункты, фермерские хозяйства и т.п. Для таких потребителей иногда выгоднее использовать автономные источники электроэнергии (АИЭ), чем прокладывать линии электропередачи от централизованной системы. Многие хозяйства, особенно те, которые приобрели перерабатывающие пеха, столкнулись с проблемой, связанной с нехваткой мощностей источников и >и с малыми сечениями проводов линий передачи электроэнергии.

На основании исследований ведущих ученых в области электрификации сельского хозяйства Бородина И.Ф., Будзко И.А., Ерошенко Г.Г1. Оськина C.B. Левина М.С., Лещинской Т.Б., Хорольского В.Я. и др., направленных на улучшение эксплуатационно-технических характеристик (ЭТХ) функциональных узлов и элементов систем электроснабжения (СЭС), можно сделать вывод о предполагаемом повышении критериев эффективности (показателей надежности, качества электроэнергии, КПД, стоимости и массогабаритные показатели для транспортных систем) СЭС сельскохозяйственных потребителей. Однако для существенною улучшения критериев эффективности необходимы новые принципы и методы конструирования СЭС.

Одно из направлений, способствующих росту эффективности, в том числе повышению экономичности сельскохозяйственного производства, -внедрение новой техники, возобновляемых и нетрадиционных источников электроэнергии (ВИЭ и НИЭ).

Актуальность проблемы подчеркивает состоявшееся в феврале 2002 г. общее собрание Академии электротехнических наук РФ при участии членов Международной энергетической академии. На собрании отмечалось, что одной из крупнейших сфер применения малой энергетики является сельское хозяйство, очень чувствительное к перерывам в электро- и теплоснабжении. Россия обладает огромным потенциалом НИЭ, но их доля в энергетическом балансе страны в настоящее время чрезвычайно мала [100]. Кроме того, мировой опыт свидетельствует о высоких перспективах применения в сельском хозяйстве ВИЭ и НИЭ [20, 33,41,61,79, 90, 94, 100].

Основные причины выявленной тенденции использования НИЭ за рубежом и России следующие: возросший тариф на электроэнергию от центральных энергосистем; ограниченность природных запасов топлива; остро возросшая проблема загрязнения окружающей среды, в том числе отрицательные экологические последствия традиционной энергетики.

Разработкой НИЭ для сельского хозяйства в настоящее время занимаются ведущие ученые ВИЭСХ, известны также работы ученых по разработке ВИЭ для сельскохозяйственных потребителей Саплина Л.А., Григораш О.В., Креймера А.С и др. Однако в этих работах недостаточно уделялось внимание особенностям разработки солнечных электростанций (СЭ), в частности статическим преобразователям напряжения постоянного тока в переменный.

Использование электростанций, преобразующих энергию солнца в электрическую энергию, является одним из перспективных направлений, поскольку в настоящее время уменьшилась стоимость фотоэлементов

СЭ• Так с 1990 по 2000 г.г. удельная стоимость за 1 кВт-ч вырабатываемой энергии снизилась более чем в 4 раза [23, 47J. В настоящее время тенденция снижения стоимости сохранилась.

Как известно, одним из основных функциональных узлов СЭ являются автономные инверторы (АИ) предназначены для преобразования электрической энергии постоянного тока в переменный ток. Основными недостатками эксплуатируемых АИ являются относительно низкое качество выходного напряжения, что требует применения массивных фильтров, а в свгзи „с этим, повышенная масса и низкий КПД. Таким образом, улучшение критериев эффективности автономных инверторов приведет к улучшению ЭТХ СЭ.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой ФГОУ ВПО КубГАУ «Разработка и исследование энергосберегающих технологий, оборудования и источников электропитания длэ. АПК» на 2001-г2005 г.г. (ГР № 1200113477).

Целью диссертационной работы является улучшение экс тлуата-ционно-технических характеристик автономных инверторов солнечных электростанций сельскохозяйственных потребителей путем применения промежуточного преобразования электроэнергии.

Объекты исследований - автономные инверторы и системы управления ими.

Предмет исследования - математические и физические модели автономного инвертора, критерии эффективности, которыми являются показатели надежности, качества электроэнергии, стоимости и КПД.

Научную новизну работы составляют:

- математическая модель автономного инвертора с высокочастотным звеном, позволяющая исследовать электромагнитные процессы в преобразователе в основных режимах его функционирования;

- функциональные алгоритмы управления автономными инзерторами, позволяющие повысить их КПД и надежность до допустимых значений погрешности несинусоидальности выходного напряжения;

- функциональная схема автономного инвертора с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками.

Практическую значимость и ценность работы представляют:

- результаты математического моделирования и экспериме^альных исследований, позволяющие обосновывать выбор элементов силовой схемы преобразователя и устройств защиты от аварийных режимов работы; '

- инженерная методика анализа и оценки качества выходного напряжения автономных инверторов, позволяющая снизить погрешность расчетов энергетических характеристик;

- предложенные схемотехнические решения автономных инверторов позволяющие повысить их КПД и надежность работы.

На защиту выносятся:

- математическая модель преобразовательного модуля постоянною тока;

- методика оценки качества выходного напряжения автономных инверторов;

- результаты экспериментальных исследований электромагнитных процессов, протекающих в преобразователе в основных режимах егэ функционирования;

- новое техническое решение автономного инвертора с высокочастотным звеном в модульном исполнении с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками.

Реализация и внедрение результатов работы.

Материалы по разработке математической модели преобразовательного модуля в основных режимах его функционирования переданы и используются в Куйбышевском Муниципальном Унитарном Предприятии «Водоканал».

Результаты научных исследований также используются в учебном процессе при изучении дисциплины «Электроника» на факультете энергетики и электрификации ФГОУ ВПО КубГАУ.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на III Российской НПК по физико-техническим проблемам создания новых технологий АПК в СтГАУ в 2005 (г.Ставрополь); на «

Международной конференции по высоким технологиям энергосбережения в 2005 г. (г. Воронеж); на межвузовских НТС по проблемам электрификации сельскохозяйственного производства в КубГАУ в 2005 г. (г. Краснодар).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 1С научных трудов, включая 4 статьи в изданиях, рекомендованных В/4 К.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, общих выводов, списка использованных источников, включающих 106 наименований и приложения. Общий объем диссертации: 148 страниц машинописного текста, включая 35 рисунков, 4 таблицы, 11 страниц приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Сформулированные функциональные, электрические, конструктивные и эксплуатационные требования, предъявляемые к ЛИ, а также проведен их структурный синтез, позволяющий создавать статические преобразователи с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками для солнечных электростанций сельскохозяйственного назначения. "

2. Разработана функциональная схема автономного инвертора напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием и функциональные алгоритмы его управления, обеспечивают ступенчатую аппроксимацию выходного напряжения, позволяют повысить КПД инвертора на 2-3 % и надежность его работы (наработка до первого отказа АИН мощностью 3-5 кВт составляет около 14000 часов).

3. Использование в составе силовой схемы АИН транзисторов типа МОББЕТ позволит применить промежуточную частоту преобразования, находящуюся в пределах 5- 20 кГц, что уменьшит в 3-5 раз массу преобразователя.

4. Инженерная методика анализа и оценки качества выходного напряжения автономных инверторов, позволяет получить зависимости коэффициента несинусоидальности от скважности импульсов и тем самым позволит создавать высокоэффективные выходные фильтры, обеспечивающие требуемое качество выходного напряжения автономных инверторов. Так для обеспечения коэффициента несинусоидальности выходного напряжения АИН в пределах 3-5 % скважность импульсов управления силовыми ключами должна быть равна 0,6-0,8, при этом, значение коэффициента фильтрацли будет изменяться в пределах 6-10.

5. Разработанная математическая модель автономного инверюра, позволяет исследовать электромагнитные процессы в преобразователе в основных режимах его функционирования и результаты математического моделирования и экспериментальных исследований, рассогласование которых оценивалось относительной погрешностью значение которой не превысило 0,12, подтверждает высокую степень достоверности и универсальности математи1 и.5 с кой модели.

6. В настоящее время эксплуатационные затраты на солнечных электростанций примерно в 3,5 меньше в сравнении с эксплуатационными затратами на ДЭС. Прогнозируя динамику роста стоимости топлива к 2020, а также уменьшения стоимости фотоэлементов солнечных электростанций (в 3 - 4 раза уменьшится), можно предположить, что к этому времени капиталовложения в солнечные электростанции в сравнении с ДЭС уменьшатся 2 - 2,5 раза. Таким образом в 2020 г. эксплуатационные затраты на ДЭС б^дут превышать эксплуатационные затраты на солнечных электростанций примерно в 6-8 раз.

Перспективным является направление совместного использования солнечных электростанций и ДЭС, это позволит создавать бесперебойные автономные системы электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

1. Атрощенко В.А., Гречко Э.Н., Кулешов Ю.Е. Системы электроснабжения переменного тока с полупроводниковыми преобразователями. -Краснодар.: Изд-во «Флер-1», 1997.-204 с.

2. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Юрченко В.Н. Микропроцессорная система управления преобразовательного модуля САЭ с ШИМ выходного напряжения /Сборник межвузовского НТС «Энергетика 2005». Краснодар, КВВКИУ РВ, 1988. - С. 37 - 42.

3. Атрощенко В.А., Григораш О.В. Автономный источник электроэнергии САЭ с улучшенными технико-экономическими показателями /Сборник реф.деп. рукописей, инв. № В 1764. Выпуск-15, серия Б, 1990.

4. Атрощенко В.А., Григораш О.В. Система электроснабжения с улучшенными массогабаритными показателями /Сборник межвузовского НТС «Энергетика 2005», КВВКИУРВ. Краснодар, 1993. - С. 25 - 29.

5. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Ланчу В.В. Автономные специализированные источники электроэнергии //Промышленная энергетика.1994, №3,- С. 22-25.

6. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Ланчу В.В. Современное состояние и перспективы развития систем автономного электроснгбжения //Промышленная энергетика. 1994, № 5. - С. 33 - 37.

7. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Ланчу В.В. Автономные источники электроэнергии: Состояния и перспективы //Промышленная энергетика.1995, №6.- С. 42-46.

8. Атрощенко В.А., Григораш О.В. Модульное агрегатирование систем автономного электроснабжения //Промышленная энергетика. 1996, №4.- С. 20-23.

9. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Ланчу В.В. Глобальная оптимизация САЭ /Сборник тезисов докладов IV межвузовской НТК РВ. Краснодар, 1996,- С. 11 -12.

10. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Ланчу В.В. Синтез систем автономного электроснабжения /Тезисы докладов II Международной конференции по электромеханике ч. 2. Крым, 1996. - С. 198 - 199.

11. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Ланчу В.В. К вопросу опгимиза-ции перспективных систем автономного электроснабжения /Тезисы докладов XIV межвузовской НТК, ПВВКИУ РВ. Пермь, 1996. - С. 103 - 104.

12. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Ланчу В.В. Принципы построения перспективных автономных источников питания /Сборник трудов НТС ЦКП «Энергетика 2005». Краснодар, 1996. - С. 7 - 12.

13. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Мирошниченко A.B. К вопросу проектирования перспективных систем автономного электроснабжения //Промышленная энергетика. 1997, № 5. - С. 22 - 26.

14. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Ланчу В.В., Семякин В.В. Оценка эффективности и выбор оптимальной структуры системы автономного электроснабжения //Промышленная энергетика. 1997, № 6. - С. 24 - 27.

15. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Чигликова Н.Д. Перспективы использования трансформаторов с вращающимся магнитным полей в системах автономного электроснабжения /Сборник реф. деп. рук. Справ. № ¥А2, серия Б. Выпуск № 43 М.: ЦВНИ МО РФ, 1998.

16. Атрощенко В.А., Григораш О.В., Педько М.Н. К вопросу о модульном построении //Промышленная энергетика. 1998, № 9. - С. 18 - 23.

17. Бернас С., Цек 3. Математическое моделирование элементов электроэнергетических систем: Пер. с польск. М.: Энергоатомиздат, 1982.- 312 с.

18. Бертинов А.И., Мизюрин С.Р., Бочаров В.В. и др. Перспективы развития автономных систем генерирования переменного тока стабильной частоты //Электричество. 1988, № 10.-С. 17-23.

19. Богатырев Н.И., Григораш О.В., Курзин H.H., Стрелков Ю.И., Тельнов Г.В. Тропин В.В. Преобразователи электрической энергии: основы теории, расчета и проектирования /Учебное пособие для вузов; под ред. Н.И. Богатырева. Краснодар, Б/И, 2002.- 358 с.г»

20. Борисов Р.И., Марончук И.Е., Буриченко В.П. Определение структуры и установленной мощности нетрадиционных источников электроэнергии //Электричество. 2002, № 6. - С. 2 - 5.

21. Бородин И.Ф., Недилько Н.М. Автоматизация технологических процессов. М.: Агропромиздат, 1986. - 280 с.

22. Будзко H.A. Лещинская Т.Б., Сукманов В.И. Электроснабжение сельского хозяйства. -М.: Колос, 2000.-536 с.

23. Виссарионов В.И., Белкина C.B., Дерюгина Г.В. и др. Энергетическое оборудование для использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. М.: 2004 г., 448 с.

24. Водянников В.Т. Экономическая оценка энергетики АПК. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. М.: ИКФ «ЭКМОС», 2002. - 304 с.

25. Гокоев Т.М., Гатуева К.К. Автоматизированное проектирование автономных систем энергообеспечения малой мощности //Мех. и электр. сельск. хозяйства. 2001, № 9. - С. 2 -3.

26. Гречко Э.Н., Тонкаль В.Е. Автономные инверторы модуляционного типа. Киев.: Наукова думка, 1983.-304 с.

27. Григораш О.В., Мирошниченко A.B. Современное состояние и перспективы развития автономных источников /Сборник реф. деп. рукописей. Выпуск-36-M.: ЦВНИ МО РФ, инв. № 2946, серия Б, 1996.

28. Григораш О.В. Преобразователи электрической энергии на базе трансформаторов с вращающимся магнитным полем систем автономного электроснабжения //Промышленная энергетика. 1997, № 7. - С. 21 - 26.

29. Григораш О.В. Стабилизированные преобразователи напряжения постоянного тока повышенной надежности //Электротехника. 199Ь, № 3. -С.* 24-28.

30. Григораш O.B. Автономные преобразователи постоянного напряжения повышенной надежности //Промышленная энергетика. 1999, № 8. -С. 53 - 58.

31. Григораш О.В., Богатырев Н.И., Курзин H.H., Тельнов Г.В. Электрические аппараты низкого напряжения /Учебник для вузэв, под ред. Богатырева Н.И. Краснодар: Б/И, 2000.- 313 с.

32. Григораш О.В., Дацко A.B., Мелехов C.B. К вопросу элег-ромаг-нитной совместимости основных узлов САЭ //Промышленная энергетика. -2001, №2.- С. 44-47.

33. Григораш О.В., Стрелков Ю.И. Нетрадиционные автономные источники электроэнергии //Промышленная энергетика. 2001, № 4. -С. 37 - 40.

34. Григораш О.В., Креймер A.C. Унифицированные модулььые преобразователи /1-я Российская НПК, Ставропольская ГС А. Стаь'рополь, 2001.- С. 176-181.

35. Григораш О.В., Мельников Д.В., Мелехов C.B. Особенности проектирования систем автономного электроснабжения //Промышленная энергетика. 2001, № 12.- С. 31 -36.

36. Григораш О.В., Богатырев Н.И., Курзин H.H. Системы автономного электроснабжения: Монография/Под ред. Богатырева Н.И. Краснодар, Б/И, 2001.-333 с.

37. Григораш О.В., Сергеев A.C., Филимонов A.C. Трансформаторы с вращающимся магнитным полем //Энергетик. 2002, № 1, 2002,- С. 37-38.

38. Григораш О.В., Мелехов C.B., Мельников Д.В. Унифицированный модульный преобразователь //Промышленная энергетика. 2002, № 3. - С. 29 - 34.

39. Григораш О.В., Кабанков Ю.А. К вопросу применения трансформаторов с вращающимся магнитным полем в составе преобразователей электроэнергии //Электротехника. 2002, № 3. - С. 22 - 26.127

40. Григораш О.В., Педько M.H. Состояние и перспективы развития систем гарантированного электроснабжения //Промышленная энергетика. 2002, № 5. - С. 32 - 36.

41. Григораш О.В., Богатырев Н.И., Курзин H.H., Казаков Д.Л.

42. Математический аппарат для оценки эффективности систем гарантированного электроснабжения: Монография /Под ред. H.H. Богатырева. -Краснодар: Б/И, 2002. 285 с.

43. Григораш.О.В., Мельников Д.В., Мелехов C.B., Дацко A.B. К вопросу выбора оптимальной структуры системы автономною электроснабжения //Промышленная энергетика. 2002, №11,- С. 23 - 27.

44. Григораш О.В. Гарантированное электроснабжение 'сельскохозяйственных потребителей // Механизация и электрификация сель, хозяйства. 2003, № 5. - С. 9 - 11.

45. Григораш О.В., Пятикопов С.М. Преобразователи напряжения повышенной надежности. III Российская НПК. Физико-техническис проблемы создания новых технологий в АПК. СтГАУ «АГРУС». Ставрополь, 2004, с.286-289.

46. Григораш О.В., Пятикопов С.М., Тлеуова A.A. Особенности проектирования систем автономного электроснабжения. Высокие технологии энергосбережения. Труды международной конференции. Воронеж «Кварта», 2005, с.34-35.

47. Григораш О.В., Степура Ю.П., Пятикопов С.М. Автономные инверторы солнечных фотоэлектрических станций сельскохозяйственных потребителей. Механизация и электрификация с.х. № 1, 2006, с. 11-12.

48. Григораш О.В., Божко C.B., Нормов Д.А., Безуглый С.М*. Ракло A.B. Модульные системы гарантированного электроснабжения: Монография. Краснодар: КВВАУЛ, 2006. - 306 с.

49. Григоренко П.Г., Дерменжи П.Г., Кузьмин В.А., Мнацаканов Т.Т. Моделирование и автоматизация проектирования силовыл полупроводниковых приборов.-М.: Энергоатомиздат, 1988.-280 с.128

50. Гуревич Ю.Е., Мамиконянц Л.Г., Шакарян Ю.Г. Проблемыобеспечения надежного электроснабжения потребителей от тогурбин-*ных электростанций небольшой мощности // Электричество. 2002/ № 2. -С. 2-9.

51. Джюджи Л., Пелли Б. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1983.-400 с.

52. Дмитриков В.Ф., Тонкаль В.Е., Гречко Э.Н., Островский М.Я. Теория и методы анализа преобразователей частоты и ключевых генераторов.-Киев: Наукова Думка, 1988.-312 с.0)

53. Елистратов В.В., Козенко Б.М. Сельская энергетика кубани.: Краснодар, 1996. 194 с.

54. Ерошенко Г.П., Медведько Ю.А., Таранов М.А. Эксплуатация энергооборудования сельскохозяйственных предприятий. Ростов - на -Дону: ООО «Терра», НПК «Гефест».-2001.-592 с.

55. Жуйков В.Я., Сучик В.Е., Андриенко П.Д., Еременко М.А.

56. Автоматизированное проектирование силовых электронных схеу. К.:1. Тэхника, 1988.- 184 с.

57. Забродин Ю.С., Павлов Ф.В. Автономные инверторы и преобразователи частоты.-М.: МЭИ, 1982.- 104 с.

58. Ивакин В.Н., Ковалев В.Д. Перспективы применения силовой преобразовательной техники в электроэнергетике //Электричество. 2001, №9.-С. 30-37.

59. Калабеков Б.А., Лапидус В.Ю., Малафеев В.М. Метод'!1 автоматизированного расчета электронных схем в технике связи. М.: Радио и связь, 1990.- 272 с.

60. Кадель В.И. Силовые электронные системы автономных объектов.-М.: Радио и связь, 1990.-224 с.

61. Кирюшатов А.И. Использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии в сельскохозяйственном производстве. М.: А гiропромиздат, 1991.-96 с.

62. Кобзев A.B., Михальченко Г.Я., Музыченко ILM. Модуляционные источники питания РЭА.-Томск.: Радио и связь, 1990.-336 с.

63. Ковалев Ф.И. Тенденции развития силовой электроники //Электротехника.- 1991, №6.- С. 3-9.

64. Ковалев Ф.И., Флоренцов С.Н. Силовая электроника: вчера, сегодня, завтра //Электотехника. 1997, №11,- С. 2 - 6.

65. Кожарский Г.В., Орехов В.И. Методы автоматизированного проектирования источников вторичного электропитания. М.: Радио и связь, 1985.- 184 с.

66. Конев Ю.И. Основные проблемы миниатюризации силовых электронных устройств и систем //Электронная техника в автоматике.-М.: Сов. Радио, 1975. Вып. 7. - С. 3-13.

67. Креймер A.C. Теоретические положения создания систем автономного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 2 В.ЭУ малой мощности: Диссертация к.т.н./ КубГАУ. Краснодар, 2003, с. 192.

68. Кукеков Г.А., Васерина К.Н., Лунин В.П. Полупроводниковые электрические аппараты. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 186 с.

69. Лебедев А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях.-М.: Радио и связь, 1989.- 224 с.

70. Листов П.Н., Воробьев В.А. Электрификация сельскохозяйственного производства.-М.: Колос, 1979. -207 с.

71. Нерретер В. Расчет электрических цепей на персональных ЭВМ: пер. с нем.-М.: Энергоатомиздат, 1991.-220 с.

72. Одинцов С.И., Куцын В.К., Григораш О.В. Элементы и устройства автоматики систем электроснабжения /Учебное пособие. КВВКИУРВ, -Краснодар, 1989.- 77с.

73. Пятикопов С.М. Расчет магнитных проводимостей воздушныхучастков. Сборник научных трудов. Зерноград, 2002, с. 52 - 55.

74. Пятикопов С.М. Классификация автономных инверторов. III Российская НПК. Физико-технические проблемы создания новых технологий в АПК. СтГАУ «АГРУС». Ставрополь, 2004, с. 176 - 179.

75. Пятикопов С.М., Богдан А.И. Регуляторы напряжения автономных инверторов. Сб. науч. тр. Энергосберегающие технологии, оборудование и источники питания АПК. Кубгау. Краснодар, 2005, с.328 - 332.

76. Радин В. И., Быков Ю. М. , Василенко B.C. Электромагнитные случайные процессы в автономных системах электроснабжения //Электричество. 1981, №11.- С. 23-28.

77. Розанов Ю.К. Полупроводниковые преобразователи со звеном повышенной частоты.-М.: Энергоатомиздат, 1987.-184с.

78. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. М.: Энергоатомиздат, 1992.-296 с.

79. Розанов Ю.К., Баранов H.H., Антонов Б.М., Ефимов E.H., Солома-тин A.B. Силовая электроника в системах с нетрадициолнными источниками электроэнергии //Электричество. 2002, № 3. - С. 20 - 28.

80. Ромаш Э.М., Драбович Ю.И., Юрченко H.H., Шевченко П.Н. Высокочастотные транзисторные преобразователи. М.: Радио и. связь, 1988.- 288 с.

81. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники.-М.: Высш. школа, 1980.-424 с.

82. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов /И.П. Бронштейн, К.А. Семендяев. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986 -544 с.

83. Справочник. Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные, стабилитроны, тиристоры /А.Б. Гитцевич, A.A. Зайцев, В.В. Мок-ряков и др. под ред. A.B. Голомодова.-М.: КубК-а, 1996.-528 с.

84. Справочник. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА /H.H. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А.Прохоренко, Ю.П. Ходоренок. Минск.: Беларусь, 1994.-592 с.131

85. Старик Д.Э. Как рассчитать эффективность инвестиций. М.: Финстаинформ, 1996. - 93 с.

86. Сигорский В.П., Петренко А.И. Алгоритм анализа электронныхгсхем. М.: Сов. радио, 1976. - 608 с.

87. Тонкаль В.Е., Гречко Э.Н., Бухинский С.И. Многофазные автономные инверторы напряжения с улучшенными характеристиками. -Киев: Наукова думка, 1980.- 182 с.

88. Тонкаль В.Е., Гречко Э.Н., Кулешов Ю.Е. Оптимальный синтез автономных инверторов с амплитудно-импульсной модуляцией. Ки-еи: Наукова думка, 1983.-220 с.

89. Таранов М.А., Хорольский В.Я. Расчет электроемкости автономных источников питания //Мех. и электр. сельск. хозяйства. 2001, №11. -С. 15-16.

90. Твайдел Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ.-М.: Энергоатомиздат. 1990.-392 с.

91. Тищенко Л.П. Введение в электрификацию и автоматизацию сельского хозяйства.-М.: Колос, 1982.- 128 с.

92. Тропин В.В. Выбор главных схем солнечных фотоэлектрических станций средней и большой мощности //Изв. высш. учеб. заведений. Электромеханика. № 6, 1994. - С. 18-22.

93. Уильяме Б. Силовая электроника: приборы, применение, управление. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1993.-228 с.

94. Усаковский В.М. Возобновляющиеся источники энергий. М.:i

95. Россельхозиздат, 1986. 126 с.

96. Флоренцов С.Н., Ковалев Ф.И. Современная элементная база силовой электроники //Электротехника.-1996, №4. -С. 7-12.

97. Флоренцев С.Н. Состояние и перспективы развития приборов силовой электроники на рубеже столетий //Электротехника.- 1999,№4.1. С. 11-17. #t

98. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энергоатомиздат, 1991.- 208 с.

99. Хорольский В.Я. Эксплуатация электрооборудования сельскохозяйственных предприятий. Ставрополь, 1996.-320 с.

100. Хорольский В.Я., Таранов М.А. Анализ и синтез сьстем автономного электроснабжения сельскохозяйственных объектов. Монография.: Ростов-на-Дону, Терра, 2001. 222 с.

101. Хроника. В АЭН РФ //Электротехника. 2002, Nb 7. -С.62-64.

102. Ю1.Шичков Л.П., Коломиец А.П. Электрооборудование и средства автоматизации сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1995. -368 с.

103. Энергетическое оборудование для использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Под ред. Виссариоиова В.И. -М.: 2004г.448 с.

104. Шахназаров А.Г. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. -М.: Экономика, 2000, с. 184.

105. Gully J.H. Power Supply Technology for Electric Guns. IEEE Trans, on Magnetics, vol. 27, № 1, Jan. 1991.

106. Januszewski S. Wspolczesne dyskretne przyrzady polprzewod-nikowe i uklady scalone mocy. Konf. Podstawowe Problemy Hneigoelek-troniki, Gliwice Unstrom, 1993, s. 46 - 59.

107. Proc. of the 25-th Intersociety Energy Conversion Eng. Conf., Reno, Nev., August 12- 17, 1990: IECEC 90, vol. 1/Ed. Nelson Paul. New-York.