Исследование и разработка системы управления многофункциональным энергетическим комплексом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Мо Зо Тве

• Мо Зо Тве
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мо Зо Тве

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Анализ альтернативных источников энергии и методов управления их режимами

1.1. Анализ источников энергии на солнечных батареях и методы адаптивного управления их режимами работы

1.2. Анализ источников энергии, использующих силу ветра и методы повышения их эффективности

1.3. Анализ источников энергии работающих с использованием биомассы и методы управления когенерацией

Выводы к главе 1

ГЛАВА 2. Разработка структурных схем и алгоритмов работы системы автоматического управления многофункциональным энергетическим комплексом

2.1. Зависимость генерируемой мощности от параметров и режимов работы солнечного электрического генератора в составе МЭК

2.1.1. Исследование режимов работы для повышения эффективности СЭГ

2.2. Зависимость генерируемой мощности от параметров и режимов работы ветрового электрического генератора в составе МЭК

2.2.1. Принципы повышения эффективности ВЭГ

2.3. Определение зависимости генерируемой мощности от параметров и режимов работы биоэлектрического генератора в составе МЭК

2.3.1. Принципы повышения эффективности БЭГ

2.4. Структурная схема МЭК

2.5. Структурная схема МЭК в кластерном режиме

2.6. Структурная схема автоматической когенерационной системы управления температурой теплоносителей

ГЛАВА 3. Математическое моделирование системы управления многофункциональным энергетическим комплексом

3.1. Математическое моделирование системы управления управляемым выпрямителем для установления взаимосвязи сети и передачи мощности МЭК

3.2. Моделирование системы управления ШИМ-инвертором источника напряжения

3.3. Моделирование системы управления цифровой ФАПЧ

ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования

4.1. Общая характеристика многопроцессорной системы для МЭК

в кластерном режиме

■ 4.2. Построение и реализация архитектуры многопроцессорной системы управления для МЭК в кластерном режиме

4.3. Физическое моделирование цифровой системы слежения за солнцем на базе PIC16F887 микроконтроллера

4.4. Физическое моделирование перераспределения мощностей МЭК в кластерном режиме с использованием ME-EASYPIC6

Выводы по результатам физического моделирования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ. Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка системы управления многофункциональным энергетическим комплексом»

ВВЕДЕНИЕ

Основными глобальными проблемами современного мира являются: загрязнения окружающей среды, ограниченность ресурсов, изменение климата планеты, рост численности населения планеты и.т.д.

Неотъемлемой частью вышеперечисленных глобальных проблем являются энергетические проблемы, которые имеют прямую взаимосвязь со всеми сторонами жизни человечества. Энергетические проблемы очень остро ощущаются во всём мире. Отрасли энергетики разнообразны и их можно охарактеризовать по видам используемых энергоносителей: ядерная, угольная, газовая, мазутная, гидро-, ветро-, геотермальная, биомассовая, волновая и приливная, градиент-температурная, солнечная. Можно сопоставлять эти отрасли по нескольким показателям: экономическим, экологическим, ресурсным, а также по показателям безопасности и некоторым другим. Исходя из этого сравнения, можно прийти к выводу, что энергетика альтернативных источников энергии (АИЭ), как долгосрочная перспектива, имеет одно из первостепенных значений.

В начале 70-х годов прошлого столетия энергетический кризис разразился во многих странах. Одной из причин этого кризиса явилась ограниченность ископаемых энергетических ресурсов. Кроме того, нефть, газ и уголь являются также ценнейшим сырьем для интенсивно развивающейся химической промышленности. Поэтому сейчас все труднее сохранить высокий темп развития энергетики путем использования лишь традиционных ископаемых источников энергии.

Атомная энергетика в последнее время также столкнулась со значительными трудностями, связанными, в первую очередь, с обеспечением безопасности работы атомных электростанций. Произошедшие аварии на атомных электростанциях в Чернобыле, АЭС «Фукусима» в Японии и ряд

более мелких аварий на других АЭС показали чрезвычайную опасность использования этого вида энергии.

Одним из решений проблемы экономии энергоресурсов является широкое внедрение АИЭ, таких как солнечные электрические генераторы, ветровые электрические генераторы, генераторы электрической энергии работающие на биотопливе и др.

При создании и использовании АИЭ важнейшим вопросом, требующем решения, является вопрос снижения себестоимости и достижения максимальной эффективности. Для достижения высоких характеристик необходимо учитывать особенности эксплуатации альтернативных источников различного типа. Для солнечных электрических генераторов - это световой поток на единицу поверхности солнечной батареи и рабочая температура на поверхности фотоэлементов, для ветрового электрического генератора, скорость и направление ветра, угол атаки и параметры возбуждения синхронной электрической машины, а для электрических биогенераторов - управление процессами брожения, обеспечение оптимальной температуры и давления в реакторе, управление подачей газа и скорости вращения вала турбины.

Для обеспечения электрической энергией удаленных районов, поселков или автономных объектов, представляется целесообразным создание смешанных кластерных систем, включающих в свой состав альтернативные источники или группы альтернативных источников разного типа, работающие под управлением системы, обеспечивающей максимальную эффективность при генерации электрической и тепловой энергии. Подобную систему можно назвать многофункциональным энергетическим комплексом (МЭК).

Создание новых методов и средств управления определяется необходимостью улучшения экономических и экологических показателей, повышением эффективности работы энергетических комплексов.

Современные требования, предъявляемые к объектам управления, заставляют выдвигать новые требования к качеству технологического процесса. В связи с этими требованиями возрастает необходимость в современных, надежных системах управления, которые поддерживали бы заданную максимальную мощность, заданные параметры и быстродействие, обеспечивая управление процессом производства электрической и тепловой энергии альтернативными источниками энергии.

Одним из решений является создание систем управления с использованием современных программируемых микроконтроллеров и микропроцессоров со специальными функциями управления, наиболее полно приспособленными к управлению подсистемами, приводами и механизмами. Использование программируемого контроллера в каждом контуре управления даёт ряд очень важных преимуществ. Применение контрольно-управляющих средств на основе микропроцессорных устройств с цифровой передачей данных и сигналов позволяет оптимизировать работу элементов МЭК в различных режимах и обеспечить эффективное и надежное функционирование МЭК в целом.

Создание высокоэффективных кластеров АИЭ позволяет по-новому решать проблему обеспечения электроэнергией потребителей

расположенных в удаленных, труднодоступных районах и сельской местности. Создание кластеров АИЭ с системой управления нового поколения позволяет ставить вопросы создания локальных электрических сетей, состоящих из мелких и средних генерирующих источников, объединенных между собой и крупными энергосетями с использованием режимов реверсивного потребления. Увеличение эффективности и обеспечение высокого коэффициента автономности МЭК приведет к значительному снижению затрат на создание мощностей и снижению стоимости генерируемой электроэнергии. Работа решает проблему обеспечения максимального коэффициента полезного действия (КПД) для

каждого альтернативного источника входящего в состав МЭК и непрерывного обеспечения автономных потребителей электрической энергией. Применение структуры многопроцессорной автоматической системы управления для управления кластером АИЭ, позволяет реализовать обобщенную концепцию технологического управления и диагностики.

Эти вопросы, составляющие предмет данной работы, вполне актуальны.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка высокоэффективной системы управления многофункциональным энергетическим комплексом альтернативных источников энергии.

Поставленная цель достигается благодаря решению следующих основных задач:

- исследованию эффективности методов и алгоритмов управления многофункциональным энергетическим комплексом;

- исследованию характеристик фотоэлемента и сети фотоэлементов солнечных батарей, ветротурбин, биогенераторов и синхронного генератора в режимах оптимизации выходной мощности МЭК при вариации параметров АИЭ;

- исследованию передаточных функций системы управления трехфазным управляемым выпрямителем при суммировании электрической энергии от разного типа АИЭ;

- созданию математических моделей системы управления для фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ);

- исследованию передаточных функций системы управления ФАПЧ для сопряжения МЭК с другими источниками электрической энергии (т.е. с сетью);

- созданию математических моделей системы управления трехфазным управляемым выпрямителем;

- созданию математической модели системы управления кластером АИЭ различных видов;

- разработке архитектуры многопроцессорной системы управления МЭК, обеспечивающей оптимальное перераспределение выходных мощностей АИЭ;

- созданию физической модели перераспределения мощностей МЭК для реализации архитектуры многопроцессорной системы управления МЭК;

- разработке структурных и функциональных схем системы управления МЭК;

- разработке адаптивных алгоритмов управления МЭК;

- разработке методов обеспечения резервной функции управления в многопроцессорной системе управления при отказе любого микропроцессора.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в диссертации использованы: методы математического анализа, математического моделирования, физического моделирования, теория измерений, теория автоматического регулирования и методы проектирования многопроцессорных распределённых систем управления.

Научная новизна диссертации состоит в создании, проведении и реализации следующих научно-обоснованных разработок:

- разработана и предложена концепция управления энергией, потребляемой от различных альтернативных источников, обеспечивающая высокую эффективность и экономию использования энергоресурсов, и максимальный КПД;

- предложена модель, позволяющая реализовать обобщенную концепцию технологической диагностики, включающей в себя формализацию физических процессов и достаточной информации с последующим целенаправленным использованием этой информации для получения заданной выходной мощности;

- предложена система перераспределения потребляемой от различных АИЭ мощности, включающая в себя системы управления трехфазным управляемым выпрямителем и ФАПЧ для непрерывного производства электрической энергии;

- предложены структурные и функциональные схемы системы управления МЭК;

- разработаны математические модели системы управления трехфазным управляемым выпрямителем и ФАПЧ;

- проведено математическое моделирование режимов работы МЭК с использованием разработанных математических моделей;

- предложен метод резервирования функции управления в многопроцессорной системе управления при отказе любого микропроцессора;

- разработана и реализована физическая модель для исследований режимов перераспределения мощностей МЭК при реализации архитектуры многопроцессорной системы управления МЭК;

- предложены варианты построения архитектуры многопроцессорной системы управления МЭК;

- разработаны адаптивные алгоритмы управления МЭК;

- предложены алгоритмы управления резервной функцией.

Практическую значимость работы имеют;

- разработанные методы и алгоритмы управления МЭК, обеспечивающие высокую эффективность использования энергоресурсов альтернативных источников энергии;

- результаты математического моделирования характеристик автоматических устройств управления процессом производства электрической энергии;

- разработанная структурная схема многопроцессорной системы управления с резервной функцией, позволяющая повысить вероятность безотказной работы системы управления;

- разработанная физическая модель для отработки режимов перераспределения генерируемых мощностей различными альтернативными источниками в составе МЭК;

- результаты исследований диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Системы автоматического управления и контроля» НИУ МИЭТ.

Достоверность и обоснованность. Достоверность полученных результатов обеспечивается высокой степенью совпадения результатов математического и физического моделирования.

Личный вклад автора. Все основные результаты получены автором лично. Главными из них являются:

- разработанная и предложенная концепция управления мощностью, потребляемой от различных альтернативных источников энергии, обеспечивающая повышения эффективности элементов многофункционального энергетического комплекса на 5-14 %, а с использованием режима когенерации до 32 %;

- предложенная система перераспределения мощности, потребляемой от различных источников энергии, включающая в себя систему управляемых выпрямителей с суммированием и фазовой автоподстройкой частоты, для максимального производства электрической энергии от альтернативных источников при различных условиях эксплуатации;

- разработанная математическая модель системы управляемых выпрямителей, позволяющая суммировать энергию разных альтернативных источников энергии;

- разработанная архитектура многофункционального энергетического комплекса, использующего систему управляемых выпрямителей;

- предложенная математическая модель фазовой автоподстройки частоты.

- предложенные структурные и функциональные схемы системы управления МЭК;

- проведенное математическое моделирование режимов работы МЭК с использованием разработанных математических моделей;

- проведенное математическое и физическое моделирование системы управления МЭК с использованием кита ЕА8УР1С6.

Научные положения, выносимые на защиту

- архитектура системы управления МЭК, обеспечивающая высокую эффективность использования энергоресурсов (альтернативных источников энергии), максимальный КПД и высокую надежность;

- структурные и функциональные схемы системы управления МЭК с использованием специальных датчиков и системы оперативного контроля;

- математические модели системы управления трехфазным управляемым выпрямителем и ФАПЧ для обеспечения работы МЭК в сетевом режиме;

- структуры адаптивных многопроцессорных систем управления МЭК с использованием управляемых выпрямителей и распределенной системы инверторов в режиме генерации максимальной мощности;

- предложенные методы и алгоритмы функционирования многопроцессорной системы управления с обеспечением резервной функции при отказе любого микропроцессора;

- результаты физического моделирования перераспределения генерируемых мощностей МЭК.

Апробация работы. Основные результаты диссертации

докладывались и обсуждались на ряде научно-технических конференций, в

частности:

1. Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и Информатика», Зеленоград, Москва, 2009 г., 2010 г., 2011 г., 2012 г.

2. Конференция «Научная сессия МИФИ-2011, Сборник научных трудов, Том 1, Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез», (МИФИ, Москва, 2011 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в тринадцати печатных работах, в том числе четыре работы в журналах, входящих в список, утвержденный ВАК. Без соавторов опубликовано 10 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения.

.Работа содержит 130 страниц основного текста, 53 рисунка и 14 таблиц, список литературы из 41 наименования, приложения на 4-х страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы работы, научная новизна и практическая значимость результатов, сформулированы цели и общие задачи диссертационной работы, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен обзор и анализ существующих альтернативных источников энергии и особенностей их работы. В качестве объектов управления рассматриваются АИЭ разного типа (солнечной, ветровой и энергии биомассы). Рассмотрены различные способы и алгоритмы управления, проанализированы существующие системы и устройства управления для АИЭ. Отмечаются особенности способов производства электрической энергии АИЭ и обосновываются преимущества

их применения, такие как, обеспечение энергетической безопасности, особенно в развивающихся странах, сохранение окружающей среды и обеспечение экологической безопасности, сохранение запасов собственных энергоресурсов для будущих поколений, а также увеличение потребления сырья для неэнергетического использования топлива.

Задача системы управления кластером альтернативных источников энергии - повысить эффективность путем реализации оптимального перераспределения и суммирования мощностей генерируемых разными альтернативными источниками энергии, обеспечить бесперебойное снабжение электроэнергией с реализацией функции накопления и регенерации.

Во второй главе проводится анализ требований, предъявляемых к системам управления, синтез алгоритмов и разработка структурных схем системы автоматического управления для АИЭ в кластерном режиме. В главе рассмотрены характеристики АИЭ разного типа. Предложен метод адаптивного управления для получения максимальной генерируемой электрической мощности для АИЭ разного типа. Например, максимальная мощность солнечного электрического генератора (СЭГ) зависит от освещенности, температуры фотоэлементов самого генератора и тока нагрузки, а максимальная генерируемая мощность ветрового электрического генератора (ВЭГ) зависит от скорости ветра, параметров управления и пр. Мощность биоэлектрического генератора (БЭГ) зависит от параметров биомассы и др. Управление режимами работы кластера, с учетом внешних воздействий, обеспечивает многопроцессорная система управления. Рассмотрена структура автоматической системы управления возбуждением синхронного генератора, назначение которой поддерживать постоянным напряжение на выводах статорной обмотки генератора путем изменения тока в его обмотке возбуждения.

На основе анализа характеристик АИЭ разработаны алгоритмы оптимизации генерируемых мощностей в кластерном режиме и перераспределения мощностей кластера АИЭ. Для реализации алгоритмов разработаны программы для контроллеров системы управления кластером АИЭ. В качестве метода оптимизации - используется метод неопределенных множителей Лагранжа путем решения частных дифференциальных уравнений. Разработана модель, позволяющая реализовать обобщенную концепцию управления, включающую в себя формализацию физических процессов и условий .генерации максимальных мощностей кластером АИЭ.

Во второй главе разработаны структурная схема автоматической когенерационной системы управления температурой теплоносителей, структурная схема многофункционального энергетического комплекса, который состоит из СЭГ, ВЭГ, дизельного генератора и резервного генератора, и структурная схема многофункционального энергетического комплекса в кластерном режиме. Предложена классификация задач оптимизации и методы решения этих задач при реализации системы управления кластером АИЭ. Проанализированы преимущества и недостатки различных методов управления и рассмотрены примеры использования этих методов.

Третья глава посвящена математическому моделированию. Разработаны математические модели системы управления кластером альтернативных источников энергии, предложены методы и исследованы режимы автоматического поиска максимальной мощности АИЭ и перераспределения мощностей в кластере, В пакете МАТЬАВ, разработаны математические модели системы управления трехфазным активным выпрямителем на тиристорах, математическая модель системы управления трехфазным активным выпрямителем на ЮВТ транзисторах, математическая модель системы управления ФАПЧ и математическая модель дискретного

контроллера управления. Разработанные математические модели элементов системы управления позволили исследовать энергетические и технические характеристики МЭК.

В четвертой главе разработаны и предложены варианты реализации многопроцессорной системы управления кластером, а также проведено математическое и физическое моделирование системы управления кластером АИЭ.

Разработаны структурная схема многопроцессорной системы управления МЭК с суммированием на постоянном токе, структурная схема многопроцессорной системы управления МЭК при суммировании на переменном токе, структурная схема многопроцессорной системы управления МЭК с использованием цифровой системы возбуждения синхронного генератора (СГ) и физическое моделирование системы управления кластером АИЭ на отладочной плате ME-EASYPIC6 с набором периферии для разработки и отладки приложений на базе микроконтроллеров семейства PIC-micro Microchip. В физической модели учитываются параметры альтернативных источников, параметры среды, такие как скорость ветра, освещенность, температура и т. д., величина и характер нагрузки, а также внутренние параметры МЭК - температура охлаждающей жидкости, давление биогаза, температура батарей, состояние аккумулятора, частота, фаза и амплитуда выходного напряжения и.т.д. В четвертой главе также разработаны программы для поиска режимов обеспечения максимальной мощности кластеров альтернативных источников энергии разного типа и программа для регулирования режимов передачи энергии в сеть.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Мо Зо Тве

Выводы по результатам физического моделирования

Анализ результатов физического моделирования для МЭК позволяет сформировать следующие выводы:

- подтверждена правильность схемотехнических решений, принятых на этапе выполнения проектно-конструкторских работ по разработке экспериментального образца;

- разработанные алгоритмы обеспечивают выполнение основных функций МЭК в кластерном режиме, и система управления позволяет сохранить работоспособность для перераспределения мощностей альтернативных источников энергии и для непрерывного обеспечения электрической энергией;

- полученные результаты соответствуют теоретическим положениям и данным, полученным в процессе имитационного моделирования.

В целом, результаты физического моделирования являются достаточным основанием для проведения дальнейших работ по совершенствованию и доработке МЭК с целью апробирования его на реальной энергетической установке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создание высокоэффективных кластеров АИЭ позволяет по-новому решать проблему обеспечения электроэнергией потребителей расположенных в удаленных, труднодоступных районах и сельской местности. Создание кластеров АИЭ с системой управления нового поколения позволяет ставить вопросы создания локальных электрических сетей, состоящих из мелких и средних генерирующих источников, объединенных между собой и крупными энергосетями с использованием режимов реверсивного потребления. Увеличение эффективности и обеспечение высокого коэффициента автономности МЭК приведет к значительному снижению затрат на создание мощностей и снижению стоимости генерируемой электроэнергии. Работа решает проблему обеспечения максимального КПД для каждого альтернативного источника входящего в состав МЭК и непрерывного обеспечения автономных потребителей электрической энергией. Применение структуры многопроцессорной автоматической системы управления для управления кластером АИЭ, позволяет реализовать обобщенную концепцию технологического управления и диагностики.

Создание системы управления разрабатываемого многофункционального энергического комплекса имеет особое значение при построении систем любой мощности и весьма актуально в связи необходимостью получения максимального КПД при использовании альтернативных источников энергии.

В заключении подводятся итоги проведенной работы. В соответствии с целями и задачами представленной диссертационной работы были получены следующие результаты:

- разработана и предложена концепция управления мощностью, потребляемой от различных альтернативных источников энергии, обеспечивающая высокую эффективность и максимальный КПД;

- предложена система перераспределения мощности, потребляемой от различных источников энергии, включающая в себя систему управляемых выпрямителей с суммированием и фазовой автоподстройкой частоты, для максимального производства электрической энергии от альтернативных источников при различных условиях;

- разработана математическая модель системы управляемых выпрямителей, позволяющая суммировать энергию разных альтернативных источников энергии;

- разработана архитектура многофункционального энергетического комплекса, использующего систему управляемых выпрямителей;

- разработана математическая модель цифровой системы фазовой автоподстройки частоты, позволяющая суммировать энергию электростанций на переменном токе;

- предложены структурные и функциональные схемы системы управления МЭК;

- проведено математическое моделирование режимов работы МЭК с использованием разработанных математических моделей;

- проведено математическое и физическое моделирование системы управления МЭК для реализации с использованием кита ЕАБУРЮб.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мо Зо Тве, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. http://www.pomreke.ru/energY-future/

2. Патент «Концентратор солнечного излучения»

3. http://www.ecomuseum.kz

4. http://www.nitolsolar.com/rucompetitiveness/

5. http://www.membrana.гu/particle/4588

6. http://www.membrana.ru/particle/4588

7. http://www.nitolsolar.com/rutechnologies/

8. http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/201Q/02/global-wind-installations-boom-up-31 -in-2009

9. World Wind Energy Report 2010, World Wind Energy Association WWEA, April, 2011.

10. Marc Schwartz, Donna Heimiller, Steve Haymes, and Walt Musia, Assessment of Offshore Wind Energy Resources for the United States, Technical Report NREL/TP-500-45889, June, 2010.

11.Tildy Bayar, World Wind Market: Record Installations, But Growth Rates Still Falling, 4 Август 2011.

12. http://www.tuuliatlas.fi/tuulisuus/tuulisuus 4.html

13. http://www.tuuliatlas.fi/tuulivoima/index.html

14. Lema, Adrian and Kristian Ruby, «Between fragmented authoritarianism and policy coordination: Creating a Chinese market for wind energy», Energy Policy, Vol. 35, Isue 7, July 2007.

15. Энергетический портал. Вопросы производства, сохранения и переработки энергии.

16. Энергия ветра: мифы против фактов.

17. А.V. Bridgwater. Thermal conversion of biomass and waste: the status. Proc. of Conference "Gasification: the Clean Choice for Carbon Management", 8-10 April 2002, Noordwijk, the Netherlands, pp. 1-25.

18.Гелетуха Г.Г., Железная T.A. Обзор технологий газификации биомассы // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 1998. -N 2, с. 21-

OQ

19. Ir. Н.А.М. Knoef. Gasification of biomass & waste - practical experience. Proc. of III International Slovak Biomass Forum, 3-4 February 2003, pp. 41-44.

20. Review of Finnish biomass gasification technologies. OPET Report 4. VTT, ESPOO 2002, pp. 1-19.

21.Kurkela E., Stahlberg P., Leppalahti J. Updraft Gasification of Peat and Biomass // Biomass, N19, 1989, pp. 37-46.

22. R. Bailey, Sr. A 4 MWe biogas engine plant fueled by the gasification of olive oil production wastes (sansa). Proc. of 1st International Ukrainian

Conference on Biomass for Energy, 20-22 September, Kiev, Ukraine. CD-ROM.

23.Dinkelbach L., Kaltschmitt M. Gasification of Biomass in Europe - State-of the Art and Prospects. Proc. of the 9th European Bioenergy Conf., Copenhagen, Denmark 24-27 June, 1996. Pergamon. Vol.2, pp. 13821387.

24. Spliethoff H. Status of biomass gasification for power production // IFRF Combustion Journal, November 2001, pp. 1-25.

25. Paisley M.A., Overend R.P., Welch M., Igoe B.M. FERCO's Silvagas? biomass gasification process commercialization opportunities for power, fuels, and chemicals. Proc. of Second World Biomass Conference, 10-14 May 2004, Rome, Italy, pp. 1675-1678.

26.Simell P., Kurkela E., Haavisto I. at al. Novel small scale gasification process for CHP - green power by lower cost and lower emissions. Proc. of Second World Biomass Conference, 1014 May 2004, Rome, Italy, pp. 1749-1752.

27. E. Kurkela, M. Nieminen, P. Simell. Development and commercialization of biomass and waste gasification technologies from reliable and robust co-firing plants towards synthesis gas production and advanced power cycles. Proc. of Second World Biomass Conference, 1014 May 2004, Rome, Italy, pp. 10-15.

28. B. Staiger, L. Wiese, R. Berger, K.R.G. Hein. Investigation of existing gasifier and gas cleaning technologies with an online tar measuring system. Proc. of Second World Biomass Conference, 1014 May 2004, Rome, Italy, pp. 789-792.

29. A.A.C.M. Beenackers, K. Maniatis. Gasification technologies for heat and power biomass. Proc. of EuroSun'96, September 1619, 1996, Freiburg, Germany, pp. 1311-1335.

30. F. Foch, K.P.B. Thomsen, N. Houbak, U. Henriksen. The Pinch-method applied on a biomass gasifier system. Proc. of ECOS 2000 Conference, 5-7 July 2000, Enschede, The Netherlands.

31. P. Tam, E. Mazzi, K. Cheng, W. Edwards. Assessment of gasification technologies and prospects for their commercial application. Proc. of Forest Sector Table. National Climate Change Process. 9 April 1999, Richmond, USA, No. 499-0101.

32. Beenackers A.A.C.M., Maniatis K. Gasification Technologies for Heat and Power from Biomass. Proc. of the 9th European Bioenergy Conf., Copenhagen, Denmark 24-27 June, 1996. Pergamon. Vol.1, pp. 228-259.

33.H.M. Кирпичникова, Е.В.Соломин, ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ, Учебное пособие к практическим занятиям, Челябинск Издательский центр ЮУрГУ,2009

34. В.Ф. Емец, А.А. Попков, Г.А. Петров, Синхронные электрические машины, методическое пособие для самостоятельного изучения,

Челябинский государственный агроинженерный университет, 2009. С -48.

35.Д.С. Стребков, академик РАСХН Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства 109456, ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ, г. Москва.

36.Weimers, L. "A New Technology for a Better Environment," Power Engineering Review, IEEE, vol. 18, issue 8, Aug. 1998.

37. Schettler F., Huang H., and Christl N. "HVDC transmission systems using voltage source converters - design and applications," IEEE Power Engineering Society Summer Meeting, July 2000.

38.Lindberg, Anders "PWM and control of two and three level high power voltage source converters," Licentiate thesis, ISSN-1100-1615, TRITA-EHE 9501, The Royal Institute of Technology, Sweden, 1995.

39.Sadaba, Alonso, O., P. Sanchis Gurpide, J. Lopez Tanerna, I. Munoz Morales, L. Marroyo Palomo, "Voltage Harmonics Generated by 3-Level Converters Using PWM Natural Sampling," Power Electronics Specialist Conference, 2001, IEEE 32nd Annual, 17-21 June 2001, vol. 3, pp. 15611565.

40. Lu, Weixing, Boon-Teck Ooi, "Optimal Acquisition and Aggregation of Offshore wind Power by Multiterminal Voltage-Source HVDC," IEEE Trans. Power Delivery, vol. 18, pp. 201-206, Jan. 2003.

41. Sao, K., P.W. Lehn, M.R. Iravani, J.A. Martinez, "A benchmark system for digital time-domain simulation of a pulse-width-modulated D-STATCOM," IEEE Trans. Power Delivery, vol. 17, pp. 1113-1120, Oct. 2002.

Акты использования результатов диссертационной работы.

УТВЕРЖДАЮ Проректор НИУ МИЭТ по учебной работе д.т.н.,

Игнатова И.Г. 2013 г.

АКТ

использования

результатов диссертационной работы «Исследование и разработка системы управления многофункциональным энергетическим комплексом» по специальности 05.13.06 на соискание ученой степени кандидата технических наук Мо Зо Тве.

Комиссия в следующем составе:

Председатель комиссии - Демкин Василий Иванович, к.т.н., зам.зав. кафедрой САУиК

Члены комиссии:

Николаев В.Т., к.т.н., проф. каф. САУиК; Тарасова Г.И., к.т.н., доцент каф. САУи К. составили настоящий акт в том, что результаты исследований, полученные в диссертационной работе, а именно:

- предложенная архитектура, разработанные структурные и функциональные схемы многопроцессорной системы управления многофункциональным энергетическим комплексом альтернативных источников энергии;

- предложенные методы, алгоритмы и программы;

- результаты математического и физического моделирования системы управления многофункциональным энергетическим комплексом с использованием кита ЕА8УР1С6;

использованы в лекционном курсе «Технические средства автоматизации и управления».

Председатель комисси Члены комиссии:

В.И. Демкин В.Т. Николаев Г.И.Тарасова

л

Стенд ЕА8УР1С_у7 для физического моделирования в режимах работы

системы управления МЭК

* с? а й аао я*

МШ6

с.га с, г\ гл ез и □

1СУ х* 1

ттш

Программа для перераспределения мощностей МЭК с использованием

кита ЕА8УР1С у7 на языке Си

шш^её вИоЛ х1,х2,хЗ,х4,х5,х6,х7,х8,х9,х10,х11; игшцпес! бЬой х12,у1,у2,уЗ,у4,у5,у6,ус,со1оиг; сИаг ОЬСВ Ва1аРоП аг РОЮТ); вЬк ОЬСБ С81 ¡й ЬАТВ0_Ьй; вЬй ОЬСБ_С82 гЛ ЬАТВ1_Ьк; вЬй СЬСБ_К8 аХ ЬАТВ2_Ьк; вЬи GLCD_RW гЛ ЬАТВЗ_Ьк; вЬй вЬСО^ЕЫ а\ ЬАТВ4_Ьк; эЬи ОЬСЦ_К8Т аг ЬАТВ5_Ьк; вЬй ОЬСО_С81Шгес1юп аХ ТМ8В0_Ьк; вЬй ОЬСБ_С82_В1ге<Люп ТМ8В1_Ьк; вЬй ОЬСБ ^_ВкесЛюп гЛ ТК18В2_Ьк; вЬй ОЬСБ_К,\\^_В1гес1юп а! ТБЖВЗЬк; эЬй СЬСО_ЕКШгес1юп & ТМ8В4_Ьк; вЬй ОЬСБИЗТШгес^оп а! Т1ШВ5_Ьк; уо1(1 шат() { А^ЕЬЮ = 0; Мва^хй; АШЕЬА = 0x02; 1л8с=0х££ А^ЕЬС = 0; МвЬ^хА; ОЫ_1пй(); С1сс1_РШ(0х00);

X 1=1 ;х2= 18 ;х3=20;х4=3 8 ;х5=40;х6=5 8 ;х7=60 ;х8=78 ; x9=80;xl0=98;xl 1=100;х12=126; у2=45 ;уЗ=5 5 ;y5=50;yc=64;colour= 1 ; Glcd_Set_Font(Font_Glcd_System3x5, 3, 5, 32);

someText = "PS PW PB PSS PU PE";

Glcd_Write_Text(someText, 0, 0, 2); while(l)

{ if(porta.f2==l) {Glcd_fill(0x00);y2-==2;Glcd_Set_Font(Font_Glcd_System3x5, 3, 5, 32);

someText = "PS PW PB PSS PU PE";

Glcd_Write_Text(someText, 0, 0, 2); } if(porta.ß==l) {Glcd_fill(0x00) ;y2+=2; Glcd_Set_Font(Font_Glcd_System3x5, 3, 5, 32);

someText = "PS PW PB PSS PU PE";

Glcd_Write_Text(someText, 0, 0, 2);} if(porta.f4==l) {Glcd_fîll(0x00);y3-=2;Glcd_Set_Font(Font_Glcd_System3x5, 3, 5, 32);

someText = "PS PW PB PSS PU PE";

Glcd_Write_Text(someText, 0, 0, 2); } if(porta.f5==l) {Glcd_fill(0x00);y3+=2;Glcd_Set_Font(Font_Glcd_System3x5, 3, 5, 32);

someText = "PS PW PB PSS PU PE";

Gicd_Write_Text(someText, 0, 0, 2); } }

if(portc.fO==l) {Glcd_fill(0x00);y5-=2;Glcd_Set_Font(Font_Gled_System3x5, 3, 5, 32);

someText = "PS PW PB PSS PU PE";

Glcd_Write_Text(someText, 0, 0, 2); } if(portc.fl==l) {Glcd_fill(0x00);y5+=2;Glcd_Set_Font(Font_Glcd_System3x5, 3, 5, 32);

someText = "PS PW PB PSS PU PE"; Glcd_Write_Text(someText, 0, 0, 2); } if(aa!=zz) {Glcd_fill(0x00);Glcd_Set_Font(Font_Glcd_System3x5, 3, 5, 32); someText = "PS PW PB PSS PU PE"; Glcd_Write_Text(someText, 0, 0, 2); aa=zz; } zz = ADC_Read(l); yl=64-(zz/10);

y4=64-((64-y 1 )+(64-y2)+(64-y3)); y6=64-((64-y4)-(64-y5)); Glcd_Box(xl ,y 1 ,x2,yc, colour); //solar Glcd_Box(x3,y2,x4,yc, colour); //wind Glcd_Box(x5,y3,x6,yc,colour); //bio Glcd_Box(x7,y4,x8,yc,colour); //sumpower Glcd_Box(x9,y5,xlO,yc, colour); //used power Glcd_Box(xl l,y6,xl 2,yc,colour); //extra power

delay_ms(l);} }

Отображение результатов перераспределения мощностей МЭК на графическом дисплее кита ЕА8УР1С_у7

РБ - мощность, генерируемая СЭГ Р\¥ - мощность, генерируемая ВЭГ РВ - мощность, генерируемая БЭГ Р88 - суммарная мощность МЭК Ри - потребляемая мощность РЕ - избыточная мощность