автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка алгоритма и системы автоматического управления электромеханического накопителя для автономных энергосистем

МОСИЕНКО АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО НАКОПИТЕЛЯ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ

Специальность 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОСИБИРСК - 2004

Работа выполнена в Новосибирской государственной академии водного транспорта.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Зырянов Вячеслав Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Сальников Василий Герасимович

кандидат технических наук, ст.н.с Хромов Евгений Георгиевич.

Ведущая организация - ОАО ЦКБ НПО "Судоремонт", г. Н. Новгород.

Защита состоится "22" октября 2004 г. в 10 час. в аудитории 227 на заседании диссертационного совета Д 223.008.01 при Новосибирской государственной академии водного транспорта по адресу: 630099, Новосибирск, ул. Щетинкина 33, НГАВТ (тел/факс 22-49-76, E-mail: ESE@nsawt/granch/ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирской государственной академии водного транспорта.

Автореферат разослан "¿О " С е-ИГУ) 2004 г.

Ученый секретарь — "

диссертационного совета

5оО

2005-4 12281

Актуальность работы. С каждым годом проблема экономии энергоресурсов становится все острее. На этом фоне вопросы оптимизации состава, мощности и режимов работы электростанций весьма актуальны. Однако, технологические особенности работы механизмов некоторых автономных энергосистем (АЭ) не позволяют (без применения дополнительных средств) оптимизировать мощность и режимы работы дизель-генераторных агрегатов, исходя из критерия минимизации капитальных и эксплуатационных расходов. К их числу, прежде всего, следует отнести АЭ судов технического флота и горнодобывающих машин, характерной особенностью работы которых является резкопеременный график нагрузки. Следствием резкопеременного режима работы являются: значительное недоиспользование установленной мощности дизель-генераторных агрегатов, повышенный фактический удельных расход топлива, снижение качества электроэнергии, ограничение в применении дизелей с наддувом и т.п.

Резервом для значительного повышения технико-экономических показателей таких АЭ является стабилизация нагрузочной диаграммы на среднецикловом уровне при использовании в их составе накопителей энергии. При этом появляется возможность снижения установленной мощности дизель-генератора и устранения вышеперечисленных недостатков, обусловленных резкопеременным характером нагрузки.

Одним из наиболее перспективных типов накопителей энергии для АЭ, благодаря высоким техническим характеристикам и относительной простоте практической реализации, является электромеханический накопитель кинетической энергии (ЭМН). Проведенный анализ показал, что, несмотря на широкое использование ЭМН в различных технических областях, его применение для стабилизации резкопере-менного графика нагрузки в АЭ сдерживается в основном из-за отсутствия алгоритма (закона) и системы автоматического управления (САУ), являющихся основой его эффективной работы.

Решение этой проблемы является актуальной научно-технической задачей.

Целью работы является разработка и исследование алгоритма и САУ ЭМН для АЭ с резкопеременным характером нагрузки.

В рамках этой цели в работе поставлены следующие задачи:

• разработать математическую модель АЭ и получить экспериментальное подтверждение ее достоверности;

• определить границы эффективного использования неуправляемого ЭМН, как наиболее простой и надежной схемы, в составе АЭ с резкопеременным характером нагрузки;

• разработать универсальный алгоритм (закон) управления ЭМН в составе АЭ;

• синтезировать структурную схему САУ активной мощности ЭМН в составе АЭ и оценить эффективность ее работы в режимах, предусмотренных алгоритмом управления;

• определить критерии оптимизации и сформулировать рекомендации по выбору и настройке основных параметров САУ ЭМН.

Методы исследования. Поставленные задачи решались в рамках следующий схемы: математическое описание АЭ и ЭМН с использованием методов математического моделирования - экспериментальная проверка достоверности математической модели - синтез САУ ЭМН с применением принципов подчиненного регулирования - анализ работоспособности синтезированной САУ и исследование режимов работы всей системы в целом.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• разработана математическая модель АЭ с ЭМН, учитывающая взаимное влияние приводного двигателя, синхронного генератора, автоматических регуляторов скорости и возбуждения, нагрузки и ЭМН;

• разработан универсальный алгоритм управления активной мощности ЭМН в составе АЭ с резкопеременным характером нагрузки, включающий пять основных режимов работы: стабилизация, демпфирование, хранение, "разгрузка", "подзарядка";

• Синтезирована САУ ЭМН на базе машины двойного питания, позволяющая: стабилизировать активную мощность генератора на среднецикловом уровне; демпфировать колебания активной мощности генератора; поддерживать требуемое качество переходного процесса по частоте сети; поддерживать (сохранять) запас кинетической энергии ЭМН на заданном уровне; контролировать баланс обменной мощности между ЭМН и АЭ;

Практическая ценность работы. Разработанная САУ ЭМН и полученные рекомендации по выбору и настройке ее основных параметров могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями, занимающимися вопросами проектирования, разработки и

модернизации объектов, имеющих в своем составе АЭ с резкопере-менным характером нагрузки.

Разработанная математическая модель является эффективным инструментом для отработки новых законов управления ЭМН в составе АЭ. На ее базе создан ряд лабораторных работ по курсу "Судовые электроэнергетические системы" на кафедре "Электрооборудование судов и береговых сооружений" в Новосибирской государственной академии водного транспорта.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры "Электрооборудование судов и береговых сооружений" НГАВТ (Новосибирск, 2000-2004 г.), на научно-технической конференции (НТК) "Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт" (Новосибирск, 2002 г.), на НТК работников вузов и предприятий (Новосибирск, 2003 г.), на Второй Международной НТК "Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт" (Тобольск, 2004 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объемработы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 70 наименований и трех приложений. Работа изложена на 191 стр., включая 56 рисунков и 5 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении, на основании рассмотрения общих особенностей работы АЭ с резкопеременным характером нагрузки, дано обоснование актуальности темы диссертации и определен круг решаемых в ней задач.

В первой главе рассмотрены особенности функционирования АЭ с резкопеременным характером нагрузки на примере плавучего крана и штангового земснаряда и показано, что одной из возможностей, позволяющей кардинально улучшить их технико-экономические характеристики, является стабилизация нагрузочной диаграммы на ' среднецикловом уровне путем использования в их составе накопителей энергии.

Вопросам разработки и применения накопителей энергии для АЭ посвящены труды Моргунова В.Н., Толшина В.И., Чернышевского Н.В., Шарова О.А., Шумкова Е.Б., Фиясь И.П., К%оге ЬЛ. и др. Для

решения этой задачи авторами предлагались различные варианты накопителей, однако, ни один из них не получил широкого практического применения. Таким образом, до настоящего времени значительный резерв для повышения технико-экономических показателей АЭ с рез-копеременным характером нагрузки остается неиспользованным.

Сравнительный анализ различных типов накопителей показал, что наиболее перспективным, для работы в составе АЭ, благодаря высоким техническим характеристикам и относительной простоте практической реализации, является ЭМН.

Вопросами применения ЭМН в различных научно-технических областях занимались Бородина И.В., Будник B.C., Вейнгер A.M., Ви-ницкий А.Л., Западинский А.Л., Кашарский Э.Г., Манн Э.Г., Серов В.И., Джента Дж. и др. Обзор, сделанный на основании литературных источников, показал, что применение ЭМН для поставленной задачи сдерживается во многом из-за отсутствия алгоритма управления и САУ, являющихся основой его эффективной работы в составе АЭ.

Сравнительный анализ различных способов управления активной мощностью ЭМН позволил выбрать наиболее перспективные схемные решения, а именно: машину двойного питания, частотно-управляемую асинхронную машина и вентильный двигатель.

Результаты проведенного анализа позволяют сформулировать цель диссертационной работы: разработка алгоритма управления ЭМН для стабилизации резкопеременного графика нагрузки в АЭ на сред-нецикловом уровне и синтез САУ накопителя на основе полученного алгоритма.

Во второй главе приведены результаты разработки математической модели АЭ с ЭМН, учитывающей взаимное влияние в переходных процессах приводного двигателя, синхронного генератора, регуляторов скорости и возбуждения, нагрузки и ЭМН.

С целью проверки достоверности разработанной математической модели и определения требуемых режимов работы ЭМН в составе АЭ проведены экспериментальные исследования переходных процессов в АЭ плавучего крана Ганц 16-30.

Сопоставление экспериментальных осциллограмм (рис. 1) переходных процессов в АЭ плавучего крана с результатами расчетов (рис.2) показало, что при полном качественном совпадении результатов, количественная погрешность по частоте сети и напряжению на шинах главного распределительного щита не превышает 3 и 7 %, соответственно.

Исследования показали, что для АЭ с асинхронной резкопере-менной нагрузкой, наряду со стабилизацией активной мощности, важной задачей является стабилизация реактивной мощности с целью снижения отклонений напряжения на шинах главного распределительного щита.

Р - активная

с г

35

Р

активная

-частота сети и

15 20

мощность генератора; мощность крановой нагрузки; (05, и5 напряжение на шинах главного распределительного щита.

Рис. 1. Экспериментальные осциллограммы переходных процессов в АЭ плавучего крана Ганц 16-30.

Проведенный анализ работы неуправляемого ЭМН, как самой простой и надежной схемы, позволил определить область наиболее эффективного его использования в составе АЭ плавучего крана, а именно: демпфирование колебаний активной мощности в динамическом режиме (т.е. в периоды ее резкого изменения) и, как следствие, стабилизация отклонений частоты сети в пределах, установленных Правилами Российского Речного Регистра. В этом случае появляется возможность снизить установленную мощность дизель-генераторного агрегата до уровня, соответствующего активной мощности в установившемся режиме. В связи с этим были сформулированы практические рекомендации по проектированию энергоустановок плавучих кранов пониженной мощности с неуправляемым ЭМН.

В третьей главе на основании проведенных ранее экспериментальных исследований, учета физических аспектов работы ЭМН, а также принимая во внимание возможные различия по нагрузочным

режимам и требованиям к качеству переходных процессов в АЭ, разработан алгоритм управления ЭМН, схема режимов работы которого представлена на рис. 3. Алгоритм управления, в зависимости от состояния АЭ и накопителя, определяет режимы работы ЭМН, условия их существования, или перехода из одного режима работы в другой.

Тц - время рабочего цикла; Р - среднецикловая активная мощность.

Рис. 2. Результаты расчета переходных процессов в АЭ плавучего крана Ганц 16-30.

Назначение режимов работы ЭМН заключается в следующем:

• режим хранения запасенной энергии предназначен для поддержания угловой скорости вращения маховика, а следовательно и количества запасенной в нем кинетической энергии, на заданном уровне, определяемом требуемой энергоемкостью;

• режим демпфирования способствует снижению скорости изменения активной мощности генератора при изменении режима работы "спокойной" нагрузки (т.е. нагрузки, мощность которой на протяжении рабочего цикла можно считать постоянной);

• режим стабилизации заключается в поддержании активной мощности генератора при изменении режима работы рез-копеременной нагрузки (т.е. нагрузки, мощность которой в течении времени рабочего цикла изменяется в широких

пределах) на уровне фактического среднециклового значения;

режимы "разгрузки" и "подзарядки" необходимы для поддержания баланса обменной активной мощности между ЭМН и АЭ. В "случае его нарушения происходит уменьшение ("разрядка") или увеличение ("подзарядка") сигнала задания по активной мощности.

Рис. 3. Схема режимов работы ЭМН в составе АЭ.

Следует отметить, что разработанный алгоритм управления является универсальным и на его основе могут быть получены САУ для любой из выбранных ранее схем ЭМН.

Проведенный ранее анализ показал, что из выбранных в качестве перспективных, единственной схемой, позволяющей наряду с активной управлять и реактивной мощностью, является ЭМН на базе машина двойного питания. Поэтому синтез структурной схемы САУ и передаточных функций регуляторов накопителя произведен на ее примере.

САУ активной и реактивной мощностей построена в соответствии с принципами подчиненного регулирования в системе координат х, у, жестко связанных с обобщенным вектором напряжения статора. На рис. 4 представлена структурная схема САУ с машиной двойного питания раздельно для осей х и у, что допустимо при наличии в ней сигналов компенсации. Передаточные функции регуляторов получены при следующих допущениях: не учитывалось активное сопротивление статора и электромагнитные переходные процессы в статорных контурах асинхронной машины; принято, что и5=сош1.

САУ канала активной мощности является адаптивной и, в зависимости от режима работы, изменяет свою структуру, а именно, вклю-

чает или отключает контур регулирования угловой скорости вращения маховика, коэффициент усиления регулятора частоты сети и величину сигнала задания по активной мощности накопителя.

РАМ

ПЧ

.1 т~р+1 ^ТЕ^Т^нииз^г

Информация о состоянии АЭ и накопителя

10»

САУ активной и реактивной мощностью

и РН ои А 1----

РРМ

" " То,

Т„.р+1

"У! к-

I

о».

и.

а,« А««

Рис 4. Упрощенная структурная схема САУ ЭМН.

На рис. 4 приняты следующие обозначения: РАМ, РРМ - регуляторы активной и реактивной мощностей, соответственно; РС, РЧ, РН - регуляторы угловой скорости вращения маховика, частоты и напряжения сети; ПЧ - преобразователь частоты; БУРС, БУРЧ - блоки управления РС (подключением-отключением) и РЧ (изменением коэффициента усиления); БФСЗ - блок формирования сигнала задания по активной мощности; Р,мн, <3ЭМЯ - активная и реактивная мощности ЭМН; Руа1, С?уаг - активная и реактивная мощности резкопеременной нагрузки; РС0П5,, С?«^ - активная и реактивная мощности "спокойной" нагрузки; юг - угловая скорость вращения маховика; ишг, иш5 - выходные сигналы РС (с БУРС) и РЧ; ар, ад - коэффициенты демпфирования РАМ и РРМ, соответственно; Ьог, Ьт5, Ь„ - коэффициенты демпфирования РС, РЧ и РН, причем Ь„5 не остается постоянным и зависит от режима работы ЭМН; Тг - постоянная времени фильтра (задатчика интенсивности); Т,„, Т^ - инерционные постоянные времени ЭМН и дизель-генератора; Т^ - постоянная времени обмотки возбуждения гене-

ратора; Тц - постоянная времени ПЧ; к,,, - коэффициент усиления ПЧ; а>53, шп, 1Ц3 - сигналы задания по частоте сети, угловой скорости вращения маховика и напряжения; Р„ рсг, - сигналы задания по активной

реактивной

мощностям,

соответственно;

эквивалентные коэффициент и постоянная времени,

зависящие от параметров электрической машины (х5, хг - полные реактивные сопротивления статора и ротора; - сопротивление взаимоиндукции обмоток статора и ротора; гг- активное сопротивление ротора).

Следует отметить, что на базе разработанного алгоритма управления могут быть созданы САУ различных уровней сложности, реализующие как отдельные режимы работы ЭМН в составе АЭ, так и все вместе. При этом экономический эффект для САУ различных уровней сложности также будет различаться.

В четвертой главе представлены результаты исследования САУ активной мощности, на основании которого определены критерии и даны рекомендации по выбору и настройке ее основных параметром. В качестве основного критерия при настройке САУ выбраны показатели качества переходного процесса по частоте сети. Однако каждому из режимов работы ЭМН присущи свои специфические особенности, учет которых требует введения дополнительных критериев.

В режиме стабилизации, в качестве дополнительного критерия, выбрана угловая скорость вращения маховика, так как от ее значения зависит величина электромагнитного момента ЭМН, и, как следствие, при неизменном коэффициенте усиления регулятора активной мощности, качество переходных процессов в АЭ. В частности, показано, что на "модульный оптимум" систему целесообразно настраивать для диапазона регулирования [) = а г тах _ 3 (где Шппах, Сйгпнп - значения угловых скоростей вращения маховика, соответствующие верхнему и нижнему пределам диапазона регулирования в режиме стабилизации) при угловой скорости вращения маховика, соответствующей нижнему пределу диапазона. В этом случае, при величина отклонения

частоты сети будет иметь наименьшее значение, а при - наи-

большее. Дальнейшее увеличение диапазона регулирования нецелесо-

*

и

образно из-за возрастания величины максимального отклонения частоты сети, с одной стороны, и колебательности переходного процесса, с другой. При меньшем значении диапазона регулирования ^<3), с целью снижения величины максимального отклонения частоты сети (при при приемлемой колебательности переходного процесса (при ®г=<йгтах), рекомендовано производить выбор коэффициентов демпфирования регуляторов активной мощности и частоты сети по следующим формулам:

Также получены кривые, позволяющие предварительно определить численные значения показателей качества переходного процесса по частоте сети в режиме стабилизации активной мощности в зависимости от параметров системы, оказывающих на них наибольшее влияние ( Т,,), Тц, Руаг, D, класс точности системы автоматического регулирования частоты).

При переходе ЭМН из одного режима работы в другой (на рис. 3 переходы 1.2; 2.2; 3.1-3.3; 4.1; 4.2; 5.1) имеет место изменение сигнала задания по активной мощности и, как следствие, ее перераспределение между накопителем и дизель-генератором. Время, в течении которого происходит перераспределение активной мощности должно учитываться при определении энергоемкости ЭМН, поэтому, в этом режиме работы накопителя значение выбрано в качестве дополнительного критерия. На величину оказывают влияние два параметра: постоянная времени фильтра Tf (рис. 4), определяющая скорость изменения сигнала задания, и коэффициент усиления регулятора частоты сети (РЧ). Исследования показали, что, исходя из критерия минимизации величины отклонения частоты сети, значение Тг должно

находится в пределах (при экспоненциальном законе

изменения сигнала задания). В работе получены зависимости, позволяющие, при наличии требований к качеству переходного процесса по частоте сети, определять требуемое значение времени перераспределение активной мощности и коэффициента усиления РЧ, обеспечивающего это время.

Особенности разработанного алгоритма управления таковы, что дополнительным критерием настройки САУ в режиме демпфирования принята минимизация перерегулирования по угловой скорости вращения маховика. Исследования показали, что для разработанной САУ, на величину перерегулирования оказывает влияние как коэффициент усиления регулятора угловой скорости вращения маховика (РС), так и РЧ, при их взаимодействии во время переходного процесса. В связи с этим в работе получены зависимости, устанавливающие взаимосвязь между коэффициентом усиления РЧ, обеспечивающим требуемое качество переходного процесса по частоте сети, и коэффициентом усиления РС, гарантирующим наличие перерегулирования не превышающего допустимых пределов.

На рис. 5 представлены результаты расчета переходных процессов в АЭ плавучего крана Ганц 16-30 с ЭМН при настройке параметров САУ в соответствии с полученными в диссертации рекомендациями.

Работу САУ канала активной мощности рассмотрим в последовательности, соответствующей отрезкам времени, изображенным рис. 5:

— режим хранения. В этом режиме угловая скорость вращения маховика поддерживается посредством РС, выходной сигнал которого компенсирует сигнал обратной связи по активной мощности Рсг, определяемый, в свою очередь, мощностями "спокойной" нагрузки и собственных потерь ЭМН . Сигнал задания Р3 в режи-

ме хранения равен нулю, и фактическое значение угловой скорости вращения маховика пропсу я Ь Т а ^ и актив"

р ' (ОГ Ц г» п

ной мощности генератора: сог =(Оп----—-г^.- В этом режиме накопитель работает до момента включения резкопеременной нагрузки, либо до момента изменения активной мощности "спокойной" нагрузки;

¡¡-Ь - переход из режима хранения в режим стабилизации. При включении резкопеременной нагрузки отключается РС и, вследствие того, что накопитель переходит в генераторный режим, компен-

сируя активную мощность генератора. Угловая скорость вращения маховика при этом начнет снижаться. При достижении маховиком критической скорости вращения сигнал задания по активной

мощности на выходе БФСЗ начинает возрастать (по экспоненци-

му закону) до величины расчетного среднециклового значения и, по мере его увеличения, будет происходить перераспределение активной мощности между накопителем и дизель-генератором. Внешний контур регулирования с РЧ обеспечивает требуемое качество переходных

процессов по частоте сети;

_ подъем с

40011 200!

rconsf KB1

раскрытие грейфера

спуск

•Райи. кВт

-1001

200 100 о

Р„, кВт

Н-+

Ч-+-

изиеианив режима работы 'спокойной'нагрузки

э„,, кВт

150); g»'

.t/lJ—

h|"mr.ое

о 0.3|

к

50.5| 0)8. ГЦ

49,5 . • 50- А' 25

0,'

t3 't," ;t5 \ ц v

150 100 50. 0 100

0;

-1001

150 100. 500

400

380,

s—, к.

hC^KBA [—| Г ' 1 \т—""П у ■ :------------------

Ос.кВА 4——J Хи-г -1-

-I-

F

4-

Л-

10

20

30 35

45 50 55 60 65 1, с

Рис. 5. Результаты расчета переходных процессов в АЭ плавучего крана Ганц 16-30 с ЭМН. ¡2-1з - режим стабилизации. РС в этом режиме отключен, и накопитель компенсирует активную мощность, соответствующую разности между Рсг и Р5> при этом активная мощность генератора поддержи-

вается на уровне фактического среднециклового значения. Угловая скорость вращения маховика в этом режиме изменяется в пределах расчетного диапазона, определяемого схемой ЭМН и требуемой энергоемкостью. Расчетный график нагрузки для определения энергоемкости ЭМН в режиме стабилизации представлен на рис. 6.

Рис. 6 Расчетная нагрузочная диаграмма плавучего крана. Энергоемкость накопителя, требуемая для стабилизации активной мощности генератора на среднецикловом уровне, определяется как

W^w^+w^,

(2)

где Wmax - количество энергии, соответствующее участку нагрузочной диаграммы наибольшей площади, находящемуся выше уровня Рср;

WmM= j(Pcr(t)-Pcp)i (3)

где Ti-Tj - отрезок времени, соответствующий протяженности рассматриваемого участка; Wnep - количество энергии, требуемое от накопителя при перераспределении активной мощности. При допущении, что сигнал задания изменяется линейно (а не экспоненциально), Wnep можно определить из следующего выражения

где (max) - максимальное значение активной мощности "спокойной" нагрузки, о.е. ,

Для уменьшения энергоемкости ЭМН и, как следствие, массога-баритных показателей, покрытие его собственных потерь целесообразно производить за счет АЭ. Тогда расчетное значение сигнала задания накопителя по активной мощности должно соответствовать следующему значению:

Р,ср=Рср+Рхх. (5)

- переход из режима стабилизации в режим хранения. Этот переход становится возможен при выполнении двух обязательных условий: Руаг=0 и О^Опф. Выполнение первого условия означает, что нет больше необходимости стабилизировать активную мощность генератора на среднецикловом уровне, а второго, - что накопитель запас необходимое количество энергии и может переходить в режим хранения. После выполнения первого условия (РУщ=0) накопитель продолжает поддерживать активную мощность генератора на среднецикловом уровне, работая в двигательном режиме и раскручивая маховик. Как только угловая скорость вращения маховика превысит критическое значение, сигнал задания на выходе БФСЗ начинает уменьшаться до нуля, а при Р^Рсии* БУРС произведет подключение PC;

írts -режим хранения;

Ь'Ь -режим демпфирования. Так как в режиме хранения сигналом обратной связи по мощности для накопителя является активная мощность генератора, компенсируемая выходным сигналом PC, то при изменении режима работы "спокойной" нагрузки между этими сигналами появляется разность. Поэтому, в первый момент времени, благодаря быстродействующему внутреннему контуру, накопитель полностью компенсирует разность между величиной активной мощности "спокойной" нагрузки в новом и предшествующем ему нагрузочных режимах. На втором этапе входной сигнал РС начинает компенсировать сигнал обратной связи и накопитель передает скомпенсированную им (в первый момент времени) мощность генератору. Скорость компенсации, а, следовательно, и скорость изменения активной мощности генератора зависят от коэффициентов усиления PC и РЧ.

Компенсация накопителем активной мощности "спокойной" нагрузки происходит за счет изменения угловой скорости вращения маховика в пределах от где - максимальное

снижение угловой скорости вращения маховика в режиме демпфирования, определяемое как

А"гтах (шах) + Р„ (шах))» (6)

Чп

где Рхх (max) - максимальное значение активной мощности потерь холостого хода ЭМН, о.е.

В режиме демпфирования машина двойного питания работает в асинхронном режиме, так как частота напряжения источника всегда

поддерживается равной частоте скольжения, пропорциональной активной мощности генератора;

-режим хранения;

/7-/в —режим демпфирования;

{щЬ —режимхранения

Осциллограммы переходных процессов (рис. 5) получены при величине сигнала задания по активной мощности (в режиме стабилизации), соответствующей среднецикловой активной мощности графика нагрузки, для которого и производился расчет. Поэтому на представленных осциллограммах отсутствуют режимы "разгрузки" и "подзарядки" накопителя.

САУ канала реактивной мощности настроена на качество переходного процесса по напряжению, близкое к "модульному оптимуму".

В заключении обобщены результаты, полученные в диссертационной работе. Основными из них являются:

1. Резервом, позволяющим значительно улучшить технико-экономические характеристики АЭ с резкопеременным характером нагрузки, является стабилизация графика нагрузки на среднецикловом уровне при использовании в их составе накопителей энергии; Сравнительный анализ различных накопителей энергии показал, что наиболее подходящим типом накопителя для этой цели является ЭМН;

2. Разработана математическая модель АЭ с ЭМН, учитывающая взаимное влияние в переходных процессах приводного двигателя, синхронного генератора, автоматических регуляторов скорости и возбуждения, нагрузки и ЭМН, достоверность которой подтверждена натурным экспериментом;

3. Определены границы эффективного использования неуправляемого ЭМН в составе АЭ с резкопеременным характером нагрузки;

4. Разработан универсальный алгоритм управления активной мощностью ЭМН в составе АЭ, включающий пять основных режимов работы: стабилизация, демпфирование, хранение, "разгрузка", "подзарядка";

5. Синтезирована САУ ЭМН на базе машины двойного питания, позволяющая: стабилизировать активную и реактивную мощности генератора на заданных уровнях; демпфировать колебания активной мощности генератора; поддерживать требуемое качество переходных процессов по частоте и напряжению в АЭ; поддерживать (сохранять) запас кинетической энергии ЭМН на заданном уровне; контролировать баланс обменной мощности между ЭМН и АЭ;

6. Получены рекомендации и определены критерии по настройке и выбору параметров САУ активной мощности, основными из которых являются следующие: показатели качества переходных процессов по частоте сети - для всех режимов работы накопителя; угловая скорость вращения маховика - в режиме стабилизации; время перераспределения активной мощности между накопителем и дизель-генератором - при переходе накопителя и одного режима работы в другой; величина перерегулирования по угловой скорости вращения маховика — в режиме демпфирования.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Зырянов В.М., Мосиенко А.Б. Задачи математического моделирования судовых автономных энергосистем с электромеханическим накопителем энергии // Автоматизированные системы управления. Сб. научн. тр. Новосиб. гос. акад. вод. тр-та. - Новосибирск, 2001. - с. 24-28.

2. Мосиенко А.Б., Зырянов В.М. Математическая модель автономной энергосистемы плавучего крана с электромеханическим накопителем энергии // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. Научный журнал. 2002, - №1. с. 128-135.

3. Зырянов В.М., Мосиенко А.Б. Обзор систем управления мощностью электромеханического накопителя энергии // Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт: тр. науч.-техн. конф., 18-19 декабря 2002. - Новосибирск: Новосиб. гос. акад. водн. трансп., 2002, -с. 44-48.

4. Мосиенко А.Б., Зырянов В.М. Задачи синтеза системы автоматического управления электромеханического накопителя энергии на базе машины двойного питания. Материалы конф. науч.-техн. работ-' ников вузов и предприятий. Часть 1. 12-14 марта 2003 года. — Новосибирск: Новосиб. гос. акад. водн. трансп., 2003, - с. 124-125.

- 5. Мосиенко А.Б. О возможностях электромеханического накопителя кинетической энергии для автономных энергосистем с резко-переменным характером нагрузки // Энергосберегающие технологии и окружающая среда: Тр. Международной науч.-техн. конф., 29-31 марта 2004. - Иркутск: Иркутский, гос. ун-т, путей сообщения, 2004, - с. 5862.

6. Алемасов В.А. Экспериментальные исследования эффективности ЭМН на плавкране / ВА Алемасов, Д.И. Баранов, В.М. Зырянов, Г.В. Лютый, А.Б. Мосиенко, А.В. Папст, Д.С. Пестерев // Энерге-

тика, экология, энергосбережение, транспорт: Тр. Второй международной науч.-техн. конф., 8-11 сентября 2004. - Тобольск: Тобольский филиал Новосиб. гос. акад. водн. трансп., 2004, - с. 186-189.

7. Мосиенко А. Б. О некоторых режимах работы электромеханического накопителя в составе автономной энергосистемы // Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт: Тр. Второй международной науч.-техн. конф., 8-11 сентября 2004. - Тобольск: Тобольский филиал Новосиб. гос. акад. водн. трансп., 2004, - с. 180-186.

Подписано в печать 15.09.2004 г. с оригинал макета. Бумага офсетная №1, формат 60x84 1/16, печать Я180. Усл. печ. л. 1,0 тираж 100 экз., заказ №21 Бесплатно.

Новосибирская государственная академия водного транспорта (НГАВТ), 630099, Новосибирск, ул. Щетинкина, 33.

Лицензия ЛП № 021257 от 27.11.97

Отпечатано в отделе оформления НГАВТ.

• 9 172 10

РНБ Русский фонд

2005-4 12281

Введение

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Особенности работы автономных энергосистем с резко-переменным характером нагрузки и пути повышения их технико-экономических показателей.

1.1. Особенности работы автономных энергосистем с резкопе-ременным характером нагрузки.

1.2. Обобщенная автономная энергосистема с резкопеременным характером нагрузки.

1.3. Накопители энергии в составе автономных энергосистем

1.4. Электромеханический накопитель энергии как эффективное средство повышения технико-экономических показателей энергосистем.

1.5. Анализ способов управления мощностью ЭМН.

1.6. Цель и задачи исследования диссертационной работы.

Глава 2. Исследование переходных процессов в автономной энергосистеме плавучего крана.

2.1. Разработка математической модели автономной энергосистемы

2.2. Экспериментальные исследования переходных процессов в энергосистеме плавучего крана Ганц 16-30 с неуправляемым ЭМН.

2.3. Расчет переходных процессов в энергосистеме плавучего крана и сопоставление расчетных осциллограмм с экспериментальными

2.4. Определение границ эффективного использования неуправляемого ЭМН в составе энергосистемы плавучего крана.

2.5. Выводы по второй главе.

Глава 3. Разработка алгоритма и системы автоматического управления ЭМН для автономной энергосистемы.

3.1. Задачи разработки системы автоматического управления ЭМН МДП. Структурная схема МДП.

3.2. Разработка системы автоматического управления активной мощности ЭМН.

3.2.1. Режимы работы ЭМН в составе автономной энергосистемы

3.2.2. Алгоритм управления активной мощностью ЭМН

3.2.3. Синтез регуляторов САУ активной мощности.

3.2.4. Структурная схема САУ активной мощности

3.3. Система автоматического управления реактивной мощности ЭМН МДП.

3.3.1. Режим работы ЭМН МДП при управлении реактивной мощностью.

3.3.2. Передаточные функции регуляторов САУ реактивной мощности.

3.3.3. Структурная схема САУ реактивной мощности ЭМН МДП.

3.4. Выводы по третьей главе. ф

Глава 4. Исследование САУ ЭМН, работающего в автономной энергосистеме.

4.1. Особенности работы управляемого ЭМН.

4.2. Режим стабилизации активной мощности.

4.3. Перераспределение активной мощности между дизель-генератором и ЭМН.

4.4. Режим демпфирования активной мощности.

4.5. Исследование работы управляемого ЭМН в составе авто* номной энергосистемы плавучего крана.

4.5.1 Приближенная методика определения энергоемкости ЭМН.

4.5.2 Расчет переходных процессов в автономной энергосистеме плавучего крана Ганц 16-30 с управляемым ЭМН.

4.6. Выводы по четвертой главе.

С каждым годом проблема экономии энергоресурсов становится все острее. На этом фоне вопросы оптимизации состава, мощности и режимов работы электростанций и, в первую очередь для автономных энергосистем, весьма актуальны. Для автономных энергосистем характерны следующие особенности работы: мощность отдельных потребителей соизмерима с мощностью электростанции, в связи с чем, требования к качеству электроэнергии в автономных энергосистемах существенно ниже, чем для "больших" энергосистем.

Технологические особенности функционирования некоторых автономных энергосистем не позволяют (без применения дополнительных средств) выбирать мощность генераторных агрегатов электростанций и оптимизировать режимы их работы, исходя из критерия минимизации капитальных затрат и эксплуатационных расходов. К таким автономным энергосистемам, прежде всего, следует отнести энергосистемы судов технического флота (плавучие краны и штанговые земснаряды) и горнодобывающих машин (одноковшовые карьерные экскаваторы), характерной особенностью работы которых является резкопеременный график нагрузки.

Например, в энергосистеме плавучего крана частота набросов и сбросов нагрузки, соизмеримой по мощности с мощностью энергосистемы, достигает 300 и более раз в час. При этом время использования максимальной мощности составляет не более 5 % времени технологического (рабочего) цикла.

Как известно, двигатели внутреннего сгорания имеют небольшую перегрузочную способность. Поэтому для поддержания в переходных режимах частоты вращения дизель-генератора в пределах установленных Правилами Речного Регистра его мощность выбирают, исходя из максимального ее значения. Вследствие этого среднецикловая нагрузка дизель-генераторов плавучих кранов не превышает 30-40 % от их номинальной мощности и большую часть времени они работают на долевых нагрузках. Следствиями таких условий работы являются:

• значительное (более чем наполовину) недоиспользование установленной мощности генераторных агрегатов;

• повышенный фактический удельный расход топлива, более чем в 1,5 раза превышающий номинальное значение;

• дополнительный перерасход топлива и увеличение количества вредных выбросов в атмосферу из-за нестационарности режима;

• ограничения в применении дизелей с турбонаддувом;

• снижение качества электроэнергии в переходных режимах, что, в свою очередь, снижает производительность работы технологических механизмов, надежность и ресурс работы электрооборудования и ведет к повышению эксплуатационных расходов на обслуживание энергоустановки в целом.

Очевидно, что все эти обстоятельства крайне неблагоприятно отражаются на эффективности эксплуатации подобных объектов и стоимости производимых ими работ.

Одним из способов, позволяющих кардинально улучшить технико-экономические характеристики таких энергосистем и устранить все вышеперечисленные негативные моменты, обусловленные резкопере-менным характером нагрузки, является стабилизация нагрузочной диаграммы на среднем (за время рабочего цикла) уровне при включении в состав энергосистемы накопителя энергии.

Проблема создания накопителя для автономных энергосистем с резкопеременным характером нагрузки привлекает внимание многих исследователей на протяжении вот уже нескольких десятков лет. В частности, работы по созданию накопителей для энергосистем плавучих кранов проводили Моргунов В.Н., Толшин В.И., Чернышевский Н.В., Шаров О.А., Шумков Е.Б. и др. Для решения этой задачи предлагались различные варианты накопителей энергии, однако, ни один из предложенных до настоящего времени вариантов накопителей не получил широкого практического применения. Основные недостатки, присущие в различной степени предлагаемым вариантам, сводятся к следующим: низкий к.п.д.; сложность конструкции, требующая существенной переделки элементов судна; недостаточное быстродействие; отсутствие возможности управления мощностью накопителя; низкий коэффициент использования запасенной энергии и др.

Таким образом, до настоящего времени значительный резерв для повышения технико-экономических показателей автономных энергосистем с резкопеременным характером нагрузки остается неиспользованным. В настоящей работе разрабатываются и исследуются пути решения этой важной и актуальной научно-технической задачи.

Одним из самых перспективных типов накопителей для автономных энергосистем является электромеханический накопитель кинетической энергии (ЭМН). ЭМН обладает рядом достоинств по сравнению с другими типами накопителей: высокие технические характеристики и относительная простота практической реализации. Вопросами разработки и исследования ЭМН для различных научно-технических областей занимались Бородина И.В., Будник B.C., Вейнгер A.M., Виницкий

A.JI., Гулиа Н.В., Западинский A.JI., Кашарский Э.Г., Манн Э.Г., Серов

B.И., Фиясь И.П. и др. Обзор, сделанный на основании литературных источников, показал, что несмотря на широкое распространение ЭМН, его применение для поставленной задачи сдерживается во многом из-за отсутствия алгоритма и системы автоматического управления, являющихся основой его эффективной работы в составе автономной энергосистемы с резкопеременным характером нагрузки. Сравнительный анализ различных способов управления мощностью ЭМН позволил выбрать наиболее перспективные схемные решения. Для отработки алгоритма управления и исследования работы накопителя в составе энергосистемы разработана математическая модель автономной энергосистемы с ЭМН, учитывающая взаимное влияние в переходных процессах приводного двигателя, генератора, регуляторов скорости и напряжения, накопителя и нагрузки. Достоверность математической модели подтверждена натурным экспериментом.

Анализ результатов экспериментов на плавучем кране позволил определить требуемые режимы работы накопителя в составе автономной энергосистемы. Исходя из физических аспектов работы ЭМН и режимов его работы в составе автономной энергосистемы, был разработан универсальный алгоритм управления накопителем, учитывающий наиболее вероятный тяжелый нагрузочный режим работы, требования к качеству переходных процессов энергосистемы, и включающий следующие основные режимы - хранение, стабилизация, демпфирование, "разгрузка" и "подзарядка". Полученный алгоритм управления в сочетании с принципами подчиненного регулирования легли в основу синтеза структуры системы автоматического управления накопителя в составе автономной энергосистемы.

Исследования основных режимов работы накопителя использованы для разработки рекомендаций по выбору и настройке основных параметров системы автоматического управления, обеспечивающих требуемое качество переходных процессов в энергосистеме. Предложена методика определения энергоемкости накопителя, требуемая для стабилизации резкопеременного графика нагрузки на среднецикловом уровне.

Результаты работы используются для создания современных высокоэкономичных энергоустановок для автономных энергосистем с рез-копеременным характером нагрузки.

1. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ АВТОНОМНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ С РЕЗКОПЕРЕМЕННЫМ ХАРАКТЕРОМ НАГРУЗКИ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

4.6. Выводы по четвертой главе

1. Полученные рекомендации по выбора коэффициентов демпфирования регуляторов (активной мощности и частоты сети) в зависимости от диапазона изменения угловой скорости вращения маховика в режиме стабилизации, позволяющая обеспечить оптимальное качество переходных процессов в ОАЭС;

2. Получены зависимости, дающие количественную оценку показателей качества переходного процесса по частоте сети в ОАЭС (в режиме стабилизации) и, при наличии к ним требований, позволяющие определять все необходимые настроечные параметры САУ для режимов перераспределения и демпфирования;

3. Определен критерий и получены рекомендации по выбору и настройке параметров САУ в режиме демпфирования, учитывающие взаимное влияние в переходных процессах PC и РЧ;

4. Предложена методика расчета энергоемкости ЭМН, требуемой для стабилизации активной мощности резкопеременного графика нагрузки на среднецикловом уровне;

5. Произведена проверка (на математической модели) работоспособности ЭМН в составе автономной энергосистемы. Проверка показала эффективность разработанного алгоритма управления и предложенных рекомендаций по выбору параметров САУ, позволяющих существенно повысить технико-экономические показатели энергосистемы плавучего крана.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ работы автономных энергосистем с резкопеременным характером нагрузки показал, что значительным резервом, позволяющим кардинально улучшить технико-экономические характеристики, является стабилизация графика нагрузки на среднем уровне при использовании в их составе накопителей энергии. Сравнительный анализ показал, что одним из наиболее перспективных типов накопителей, отвечающим необходимым требованиям для автономных энергосистем, является электромеханический накопитель энергии, а из схем позволяющих управлять его мощностью: машина двойного питания, вентильный двигатель и частотно-управляемая асинхронная машина. При этом, его применение в автономных энергосистемах для стабилизации резкопеременного графика нагрузки ограничено в основном из-за отсутствия эффективного алгоритма управления;

2. Разработана математическая модель автономной энергосистемы, учитывающая взаимное влияние приводного двигателя, синхронного генератора, автоматических регуляторов скорости и возбуждения, асинхронной нагрузки и электромеханического накопителя с системой автоматического управления. Достоверность разработанной математической модели подтверждена натурным экспериментом;

3. Определены границы наиболее эффективного использования неуправляемого ЭМН в составе автономной энергосистемы плавучего крана, а именно: демпфирование колебаний активной мощности генератора в динамическом режиме и, как следствие, стабилизация отклонений частоты сети в рамках, установленных Правилами Речного Регистра, что позволяет снизить установленную мощность дизельгенератора до уровня соответствующего активной мощности установившегося режима;

4. Разработан универсальный алгоритм управления электромеханическим накопителем в составе автономной энергосистемы с резкопе-ременных характером нагрузки;

5. Синтезирована адаптивная система автоматического управления электромеханического накопителя на базе машины двойного питания, позволяющая: стабилизировать активную мощность генератора на среднецикловом уровне; демпфировать колебания активной мощности генератора; стабилизировать частоту сети в процессе регулирования активной мощности; осуществлять перераспределение активной мощности между дизель-генератором и накопителем при переходе последнего из одного режима работы в другой; поддерживать (сохранять) запас кинетической энергии на заданном уровне; контролировать баланс обменной мощности между накопителем и энергосистемой и, в случае его нарушения, производить "разгрузку" или "подзарядку" накопителя; изменять параметры и структуру системы управления, в зависимости от режима работы накопителя; поддерживать требуемый coscp и напряжение на шинах ГРЩ;

6. На основании исследования разработанной системы автоматического управления сформулированы критерии оптимизации основных ее параметров и получены:

• рекомендации по настройке регуляторов активной мощности и частоты сети в зависимости от диапазона изменения угловой скорости вращения маховика в режиме стабилизации;

• зависимости, позволяющие при наличии требований к показателям качества переходных процессов по частоте сети производить выбор основных настроечных параметров системы автоматического управления для режимов демпфирования колебаний активной мощности и перераспределения активной мощности между накопителем и дизель-генератором; рекомендации по выбору и настройке системы автоматического управления накопителя в режиме демпфирования, учитывающие взаимное влияние в переходных процессах регуляторов скорости вращения маховика и частоты сети; методика определения энергоемкости накопителя, требуемой для стабилизации резкопеременного графика нагрузки на среднецикловом уровне, учитывающая режимы работы накопителя в составе энергосистемы и его к.п.д.

1. Мальцев В.Н. Проблема повышения надёжности и экономичности дизель-генераторов плавучих кранов. Тр. Горьк. ин-та инж. вод. тр-та. Горький, 1984. -вып. 208. -с. 46-57.

2. Нестеров JI.H. Совершенствование работы исполнительных механизмов с целью повышения эффективности энергетической установки плавучего крана: Автореф. дис. канд. техн. наук. Горький, 1986.- 21 с.

3. Мосиенко А.Б., Зырянов В.М. Математическая модель автономной энергосистемы плавучего крана с электромеханическим накопителем энергии // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. Научный журнал. 2002, №1. -с.128-133.

4. ГОСТ 10150-88. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. -Взамен ГОСТ 4393-82 и ГОСТ 10150-82; Введ15.12.88. -М.: Изд-во стандартов, 1988. -31 с.

5. Российский Речной Регистр. Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания. Часть VIII "Механизмы". -М.: Транспорт, 2002, 415 с.

6. ГОСТ 10511-83. Системы автоматического регулирования частоты вращения (САРЧ) судовых, тепловозных и промышленных дизелей. Взамен ГОСТ 10511-72; Введ. 06.12.83. -М.: Изд-во стандартов, 1984. - 15 с.

7. Моргунов В.Н. Повышение экономичности энергетических установок плавучих кранов применением электромеханических накопителей энергии: Дис. канд. техн. наук: 05.08.05. Горький, 1989. -200 с.

8. Шумков Е.Б. Энергетика электроприводов портовых перегрузочных машин. -М.: Транспорт, 1984. 271с.

9. Чернышевский Н.В., Шумков В.Е. Исследование работы дизель-генераторной установки плавучего крана с газогидравлическим накопителем энергии. Тр. Горьк. ин-т инж. вод. тр-та. Горький, 1985.- вып. 215. с. 45-61.

10. Алаев Е.Г., Пилипенко К.Г. Результаты экспериментальных исследований электроприводов штангового земснаряда // Электропривод и автоматизация объектов водного транспорта. Сб. научн. тр. Ново-сиб. ин-та инж. вод. тр-та. Новосибирск, 1991. — с. 22-29.

11. В.И. Крутов, А.Г. Рыбальченко. Регулирование турбонаддува ДВС. М.: Высшая школа, 1978. — 215 с.

12. А.с. 576279 (СССР). Электропривод плавучего крана. Е.Б. Шумков.- Заявл. 03.01.75, №2093356/11; Опубл. 15.10.77, Бюллетень №38, МКИВ 66 С 13/28.

13. Шаров О.А. Энергетическая установка плавучего крана с системой автоматической стабилизации нагрузки дизель-генератора: Дис. канд. техн. наук: 05.08.05. Н. Новгород, 1996. - 216 с.

14. Алаев Е.Г. Перспективы использования электромеханического накопителя энергии на штанговых земснарядах // Электропривод и автоматизация объектов водного транспорта. Сб. научн. тр. Новосиб. ин-та инж. вод. тр-та. — Новосибирск, 1993. с. 86-89.

15. Чернышевский Н.В. Повышение производительности плавучих кранов и снижение расхода энергии при их эксплуатации в речных портах. Автореф. дис. канд. техн. наук. Горький, 1985. — 24 с.

16. Гулиа Н.В. "Секреты" вращательного движения // Техника и наука. 1980. -№ 8. -с. 8-9.

17. Моргунов В.Н. Исследование систем регулирования скорости энергетических установок с резкопеременным характером нагружения // Повышение эффективности работы технического флота. Сб. тр. Моск. ин-та инж. вод. тр-та. М., 1989. - с. 39-48.

18. Гулиа Н.В. Накопители энергии. -М.: Наука, 1980. -151 с.

19. Манн Э.Г. Электромеханический накопитель со свободным ротором. Свердловск: Ин-т мех. сплош. сред, 1984. - 62 с.

20. Будник B.C. Инерционные механические энергоаккумулирующие системы / B.C. Будник, Н.Ф. Свириденко, В.И. Кузнецов и др. Киев: Наук. Думка, 1986. -176 с.

21. Гулиа Н.В. Инерционные аккумуляторы энергии. — Воронеж: Изд. Университета, 1973. -229 с.

22. Дж. Джента. Накопители кинетической энергии. М.: Мир, 1988. -425 с.

23. Айзенштадт Е.Б., Радченко П.М. Перспективы применения накопителей энергии в судовой электроэнергетике. Материалы по обмену опытом НТО им. акад. Крылова, 1981, №352. - с. 5-12.

24. Бородина И.В. О возможностях асинхронизированного синхронного компенсатора, регулируемого по скорости / И.В. Бородина, A.M. Вейнгер, И.М. Серый, А.А. Янко-Триницкий. // Электричество, 1976, №11. - с. 5-9.

25. Андрейчиков В.А., Емельянов И.А. Надежность дизель-электрических агрегатов и их систем автоматизации. М.: Машиностроение, 1970. 296 с.

26. Суслов И.А., Чернышев А.С. К обоснованию мощности асинхронной источника бесперебойного питания с маховиковым накопителем энергии на валу. // Изв. вузов, электромех, 1986, № 12. - с. 82-86.

27. А.с. 951626 (СССР). Ветроэлектрическая установка с инерционным аккумулятором энергии. Грачев П.Ю., Костырев М.Л., Волгин В.Н., Кузнецов М.В. Заявл. 28.10.80, №2997674/24-07; - Опубл. 15.08.82 в Б.И. №30, МКИ Н 02 Р/42, Н 02 J 9/06.

28. Ветчинкин В.П. О работах изобретателя А.Г. Уфимцева по ветро-использованию и в других областях. Курск: изд. Курской областной плановой комиссии, 1936. 57 с.

29. Гулиа Н.В., Серх А.Г. Возможности использования маховичных накопителей энергии. // Промышленный транспорт, 1984, №11. — с. 4-6.

30. Западинский A.JL, Серов В.И. Рациональная структура энергосиловой установки рудничного контактно-инерционного локомотива // Вопросы применения маховичных накопителей энергии. — Свердловск: Ин-т машиновед., 1988, с. 44-48.

31. Некрасов В.И. Анализ работы электромеханических аккумуляторов в условиях тяговой нагрузки. Автореф. дис. канд. техн. наук. Л., 1960. - 21 с.

32. А.с. 1659293 (СССР). Электроэнергетическая установка парома. Фиясь И.П., Данин В.В., Тихомирова И.Б., Киселев П.В., Кочевин Ф.Г. Заявл. 20.07.89, №4741248/11; - Опубл. 30.06.91 в Б.И. №24, МКИ В 63 Н23/24.

33. Бородина И.В. Исследование некоторых режимов работы асинхро-низированного синхронного компенсатора / И.В. Бородина, A.M. Вейнгер, И.М. Серый, А.А. Янко-Триницкий // Изв. высших уч. зав.: "Энергетика", 1977, №1. - с. 8-14.

34. Мирошкин Л.М., Кирий Ю.З. Агрегаты гарантированного электроснабжения с маховиками малого веса // Энергомашиностроение, 1972, №4. - с. 41-42.

35. Фиясь И.П. Экономичные электроэнергетические установки судов перспективной постройки. Сб. научн. трудов. М: В/О "Мортехин-формреклама", 1987. с. 3-12.

36. Система накопления электроэнергии. Заявка№55-24335(Япония), Публикация от 28.06.80 №7-609, Заявлено 08.08.75№50-96526, Заявитель Мицубиси дэнки К.К., МКИ Н 02 J 15/00, 3/30.

37. Петренко A.M. Вентильный двигатель для разгона маховика / A.M. Петренко, П.А. Ровинский, А.С. Сазонов, Л.Г. Соколов // Бесколлекторные электрические двигатели с полупроводниковыми устройствами. Л., 1985, с. 37-48.

38. А.С. 1744786 (СССР). Демпфирующие устройства. Быков А.С., Фиясь И.П., Иванов B.C. Заявл.09.01.90, №4779004/07; -Опубл. 30.06.92 в Б.И. №24, МКИ Н02Р5/06.

39. Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания. М.: Энергия, 1979. 200 с.

40. Шакарян Ю.Г. Асинхронизированные синхронные машины. М.: Энергоатомиздат, 1984. 192 с.

41. А.С. 884065 (СССР). МКИ Н 02 Р 7/62. Электропривод с регулированием активной и реактивной энергии от сети ограниченной мощности/ И.В. Бородина, A.M. Вейнгер, А.Л. Виницкий и др. (СССР). Опубл. 23.11.81, Бюл. №43. 8 с.

42. L. A. Kilgore, D. С. Energy Storage at Site Permits Use of Large Excavators on Small Power Systems / Washburn, Jr. // Westinghouse ENGINEER, Nov. 1970, Vol. 30, N 6,- p.162-167.

43. Устройство для регулирования рекуперативной мощности асинхронного электродвигателя. Заявка №63-67418 (Япония), Публикация от 26.12.88 №7-1686, Заявлено 30.05.81№56-82760, Заявитель К.К. Тосиба, МКИ Н 02 J 3/30, 3/38, 15/00, Н 02 Р 7/635.

44. Чернышевский Н.В. Уравнения движения дизель-генератора плавучего крана с маховиковым электроприводом / Н.В. Чернышевский, О.А. Шаров, Е.Б. Шумков // Тр. Волжской гос. акад. вод. трансп. -Н. Новгород, 1992. №266. - с. 139-142.

45. Шумков Е.Б. Динамические процессы дизель-генератора плавучего крана с накопителем энергии / Е.Б. Шумков, О.А. Шаров, С.Э. Баранов // Тр. Волжской гос. акад. вод. трансп. Н. Новгород, 1993. -№267. - с. 74-76.

46. Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1979. - 615 с.

47. Крутов В.И., Данилов Ф.М. О применении линейных дифференциальных уравнений для расчета переходных процессов двигателя внутреннего сгорания. М.: Изв. вузов "Машиностроение", 1967, -№2. с. 70-74.

48. Веретенников Л.П. Исследование процессов в судовых электроэнергетических системах. Теория и методы. Л.: Судостроение, 1975.- 375 с.

49. Токарев Л.Н. Математическое описание, расчет и моделирование физических процессов в судовых электростанциях. Л.: Судостроение, 1980. 118 с.

50. Крутов В.И. Некоторые вопросы динамики системы автоматического регулирования дизеля с турбонаддувом / В.И. Крутов, В.И. Шатров, Ф.М. Данилов // Проблемы развития комбинированных двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1968, - с. 144-154.

51. Толшин В.И., Ковалевский Е.С. Переходные процессы в дизель-генераторах. Л.: Машиностроение, 1970. - 225 с.

52. Баранов А.П., Раимов М.М. Моделирование судового электрооборудования и средств автоматизации. Санкт-Петербург: Элмор, 1997.- 232с.

53. Зулин В. Электромеханический накопитель энергии. Речной Транспорт, 1988. - №8. - с. 27.

54. Вейнгер A.M. О возможности регулируемого электропривода с синхронными двигателями / A.M. Вейнгер, А.С. Гусев, Ю.С. Тартаковский, Г.А. Богомолова, И.М. Серый, А.А. Янко-Триницкий. -Электричество, 1971, №9. - с. 60-64.

55. Бородина И.В. Автоматически регулируемый по скорости электропривод с асинхронизированным синхронным двигателем / И.В. Бородина, A.M. Вейнгер, И.М. Серый, А.А. Янко-Триницкий. Электричество, 1975, - № 7. - с. 41-47.

56. Лебедев Е.Д. Управление вентильными электроприводами постоянного тока / Е.Д. Лебедев, В.Е. Неймарк, М.Я. Пистрак, О.В. Сле-жановский. М.: Энергия, 1970. - 200 с.

57. Слежановский О.В. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский, Л.Х. Дацковский, И.С. Кузнецов, Е.Д. Лебедев, Л.М. Тарасенко. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 256 с.

58. Вейнгер A.M. Влияние э.д.с. вращения на динамику системы регулирования скорости синхронного двигателя / A.M. Вейнгер, А.С. Гусев, И.М. А.А. Серый, Янко-Триницкий. Изв. вузов. "Электромеханика", 1972, - №10. - с. 34-38.

59. Титов В.Г., Хватов С.В. Асинхронные вентильные каскады с повышенными энергетическими показателями: Учебное пособие. Горький, 1978. 86 с.