Подключение к сети генератора: Схема подключение генератора к сети дома: фото, видео

Схема подключение генератора к сети дома: фото, видео

Автор newwebpower На чтение 7 мин. Просмотров 743 Опубликовано Обновлено

Бесперебойное энергоснабжение и наличие в сети стабильного напряжения является необходимым условием для правильной работы домашних электроприборов. От электричества зависит комфорт обитателей дома, сохранность продуктов в холодильнике, возможность работать за компьютером. Но наиболее уязвимыми к отключению электричества являются системы отопления на базе котлов, имеющих электронное управление и циркуляционные насосы. В  случае отключения электроэнергии, чтобы в лютый мороз не повредить систему отопления и не замерзнуть самим, нужно подключить аварийный электрогенератор к домашней сети.

Подавляющее большинство бытовых электрических генераторов работает на бензине (бензогенератор), но встречаются маломощные дизельные или даже газовые электрогенераторы, пригодные для использования в качестве резервного источника питания электроприборов, включенных в домашнюю сеть. Наиболее популярными являются электрогенераторы мощностью 3-5 кВт – данного объема электроэнергии хватит для функционирования наиболее важного домашнего оборудования.

Бензиновый генератор мощностью 3 кВт

Возможные способы подключения генератора

Если на момент отключения электричества самым важным критерием является время, то бензогенератор можно аварийно подключить к домашней сети двумя достаточно быстрыми способами:

  1. подключение генератора через розетку, предварительно отключив вводный автомат на щитке;
  2. подключить на ввод щитка электрогенератор вместо выводов от электросчетчика.

Для первого способа потребуется кабель с двумя подключенными штепсельными вилками на обоих концах. Линия розетки должна выдерживать максимальную мощность (ток) генератора. Как правило, электрогенераторы имеют автоматический выключатель для защиты от перегрузки, но наличие автомата с соответствующим номиналом на линии розетки не повредит. Схема подключения резервного электрогенератора к домашней сети показана на рисунке ниже:

Схема подключения автономного электрогенератора через розетку

При возобновлении подачи электроэнергии необходимо сначала заглушить генератор, вынуть вилки из розеток на генераторе и от домашней сети, затем включить вводный автомат на щитке.

Включение сетевого напряжения при включенном в домашнюю сеть электрогенераторе приведет к его выходу из строя

Кабель с двумя вилками также не является безопасным, так как при оставлении одного из концов включенным, возможно поражение при прикосновении к оголенным штырькам в момент возобновления электроснабжения или тестового запуска электрогенератора. Частое применение такой схемы может усыпить бдительность, поэтому возникает риск аварийной ситуации при одновременном включении генератора и вводного автомата.

Небезопасный кабель с двумя вилками, используемый исключительно для экстренного подключения генератора

Перекидной рубильник

Второй способ, с отключением одного источника питания (выводы от счетчика) и подключением резерва (бензогенератор) является более безопасным в плане исключения одновременного их включения, но требует частой манипуляции с проводами и клеммами при повторяющейся ситуации с исчезновением электричества. К тому же, выводы от счетчика при возобновлении внешнего энергоснабжения могут оказаться под напряжением, если ввод электричества в дом осуществлен напрямую, без вводного автомата.

Чтобы исключить манипуляции с проводами и клеммами и сделать все правильно, подобную схему подключения можно воссоздать при помощи перекидного рубильника, который переключает домашнюю сеть с основного на резервный источник питания. Для исключения всех возможных аварийных ситуаций,

перекидной рубильник должен быть двухполюсным для однофазной сети, или четырехполюсным для включения в трехфазную систему.

Применение перекидного рубильника для подключения электрогенератора к сети

В данном случае рабочий ноль домашней электросети также отсоединяется от линии электроснабжения, получается система с изолированной нейтралью (IT). При существующем в домашней сети защитном проводнике заземления провод PE нужно подключить к корпусу генератора. Если домашняя сеть двухпроводная, то бензогенератор нужно заземлить при помощи заземлителей.

Алгоритм включения и выключения резервного электропитания будет следующим:

  • запуск и прогрев генератора при отключении света;
  • переключение перекидного рубильника на резерв;
  • перевод рубильника на основное питание при возобновлении энергоснабжения;
  • остановка электрогенератора.

На видео ниже показаны технические нюансы запуска и обслуживания генератора:


Автоматическое переключение на генератор

Описанное выше подключение генератора к дому имеет существенный недостаток – при исчезновении электричества нужно вмешательство человека для перевода домашней сети на резервное питание. Данная схема не разбудит пользователя и никак не уведомит хозяина о том, что электричество пропало, и система отопления начнет замерзать.

Нужна электрическая схема, отслеживающая напряжение электроснабжения, которая запустит генератор, выведет его на нужные обороты и переключит рубильник. Подобные устройства, осуществляющие автоматический ввод резерва (сокращенно АВР) выпускаются промышленностью. Подробная схема подключения прилагается к устройству, но принцип подключения можно понять, изучив рисунок ниже:

Подключение системы автоматического запуска генератора

От АВР (системы автозапуска) к генератору кроме силовых проводов подключается также кабель управления. Электрогенератор должен иметь функцию автозапуска для подключения к АВР. Управление и подзарядка аккумулятора генератора осуществляется напряжением 12 В. В инструкции к генератору должно быть подробное описание процесса подключения с указанием предназначения клемм.


Самодельная система автозапуска

Решать вопрос о том, как подключить генератор в качестве бесперебойного снабжения электроэнергией должен пользователь исходя из своих финансовых возможностей – АВР и электрогенератор, поддерживающий функцию автозапуска, обойдутся намного дороже. Поэтому многие домашние мастера стараются придумать свою схему подключения, используя систему контакторов с нормально открытыми и закрытыми контактами.

Контактор, работающий как перекидной рубильник

Принцип действия подобного переключателя таков – напряжение сети электроснабжения удерживает нормально разомкнутые контакты замкнутыми. В этом случае домашняя сеть подключена к электрической линии снабжения. Как только напряжение пропадает, катушка контактора перестает втягивать якорь, и замыкаются нормально замкнутые контакты, к которым подключен генератор.

Один из примеров подобных схем представлен ниже. Трехфазный контактор переключатель используется также для коммутации напряжения 12 В, включение которого заменяет поворот ключа генератора. То есть, при исчезновении напряжения сети таймер начинает запускать стартер с некоторыми промежутками, которые можно настроить.

Пример самодельной схемы для автоматического запуска генератора

Как только двигатель генератора запустится на его выходе появится напряжение, которое заставить сработать контактор К2, и таймер перестанет запускать двигатель. Как только появится напряжение на линии, включится контактор К1, и цепь ключа генератора разомкнется и двигатель заглушится.

Данная схема приводится как идея, и требует доработки, модернизации и добавления дополнительных элементов защиты, соответственно модели генератора. Народные умельцы модернизируют обычные генераторы, переделывая под автозапуск, добавляя исполнительные устройства для управления заслонкой и топливным вентилем, как показано на видео:



Если нет желания внедряться в схему и устройство электрогенератора, то коммутацию 12В можно использовать для включения сигнализации (будильника) и для подсветки места установки электрогенератора.

Безопасность подключения генератора

Бензогенератор, работающий на легко воспламеняемом бензине, не должен сам стать источником искры или короткого замыкания, особенно в непосредственной близости к емкости с запасом топлива. Поэтому следует уделить особое внимание качественному подключению генератора к сети.

Пожарная безопасность подробно описана в инструкции, поэтому во избежание возгорания и несчастных случаев, следует подключение и установку электрогенератора произвести правильно, согласно требованиям. Категорически запрещается устанавливать работающий генератор в закрытом помещении – выхлопные газы ядовиты.

Помещение под генератор должно очень хорошо вентилироваться

Устанавливают генератор на свежем воздухе под навесом, защищающим от дождя и прямых солнечных лучей. Следует позаботиться о защите клемм подключения от коррозии при чрезмерной влажности. Также необходимо следить, чтобы аккумулятор был заряжен. Современные АВР также имеют функции оповещения о включении резервного питания:


способы экстренного подключения электростанции и простой автоматизации

Источники автономного электрического питания в зависимости от типа устройства отличаются друг от друга как способами подключения в сеть, так и схемами. Имеются отличия между ручным и автозапуском генерирующих устройств. Также нужно знать некоторые нюансы того, как подключить генератор к сети дома, в частности, трёхфазных и однофазных приборов для генерации электрического тока. Но обладая определёнными навыками и познаниями, как правильно подключить генератор к дому, можно без особого труда самостоятельно осуществить подключение автономного электрогенератора и запитать домашнюю сеть от резервного источника.

Подключение в экстренных случаях

Бывают ситуации, когда нет времени на подготовительные работы по интегрированию автономного генератора в электрическую сеть домашнего хозяйства, а воспользоваться электроприборами нужно срочно. Есть несколько способов «пожарного» подключения генератора к сети загородного дома.

Подсоединение напрямую через розетку

Этот метод подключения источника электроэнергии к сети является наиболее быстрым и простым. Он требует лишь приобретения или самостоятельного изготовления специального удлинителя со штекерными окончаниями. Естественно, производители приборов для автономной генерации электротока настоятельно не рекомендуют такой способ внедрения в электросеть генераторов, но его простота привлекает, и, как правило, владельцы такой техники с малой и средней мощностью довольно часто применяют такое подключение в экстренных случаях.

Идея этого метода довольно проста: если при параллельном подключении всех потребителей в домашней сети подать в одну из розеток «фазу» и «ноль», то и в других розетках появится напряжение.

Но такая простая схема подключения бензогенератора к домашней сети имеет и свои недостатки, которые обязательно нужно учесть, чтобы избежать неприятностей во время эксплуатации. Их немного:

  • Излишняя нагрузка на провод.
  • Необходимость отключения вводного автомата.
  • Применение устройств защиты.
  • Невозможность отслеживания возобновления электропитания от штатной линии электропередач.

Обращение внимания на эти моменты позволит исключить поломку генерирующего устройства и обеспечит безопасность его использования.

При детальном рассмотрении такого нюанса, как перегрузка проводки, можно отметить, что при использовании генераторов с мощностью до 3 тыс. Вт этим моментом можно пренебречь, так как стандартная розеточная проводка имеет сечение 2,5 мм кв., а розетки рассчитаны на ток 16 А. Согласно характеристикам такой проводки, она может выдерживать потребляемую мощность до 3,5 кВт. При использовании более мощных устройств генерации электрического тока стоит следить за тем, чтобы суммарная потребляемая мощность включённых приборов не превышала 3500 Вт. В противном случае произойдёт перегрев и выход из строя проводки.

Включая бензиновый (либо дизель) генератор через розетку в электрическую сеть, необходимо произвести её отключение от внешней сети. Это делается путём выключения автоматов на входе. Иначе электрический ток, вырабатываемый автогенераторам, уйдёт к соседям. А при повышенной нагрузке аппарат просто заглохнет. Но если пойдёт подача тока из магистрали, то такая ситуация гарантированно приведёт к сожжённой обмотке генератора.

При домашней проводке, смонтированной по требованиям ПУЭ, розеточные линии дополнительно защищены ещё и УЗО (устройствами защитного отключения). Нюансы состоят в том, что при включении бензогенератора в сеть нужно не только не перепутать полярность (фаза-ноль), но и в некоторых УЗО подключение источника питания производится к верхним клеммам, а нагрузки — к нижним. При неправильном подсоединении автогенератора система сработает на выключение, а переделывать всю схему электроснабжения ради нескольких часов работы от автономной электростанции — занятие довольно трудоёмкое и затратное по времени.

Розеточная «запитка» домашней или дачной электросети неудобна ещё и из-за невозможности отследить появления разности потенциалов в магистральной сети, чтобы вовремя перейти с автономного питания на внешний источник.

Интеграция через распределительный автомат

Оптимальным вариантом подключения генератора к сети дома считается подсоединение через автомат распределения тока. Но и при таком методе включения нужно обратить внимание на ряд моментов, чтобы избежать ненужных неприятностей при эксплуатации генератора.

Самый простой способ подключения бензогенератора к сети дома — схема внедрения в электросеть с помощью розетки, смонтированной рядом с распределительным автоматом и схематично размещённой после электросчётчика, но перед распредавтоматом. Подобные розетки остаются под напряжением при выключении распределительного автомата, но включённом вводном автомате.

Если нужно энергоснабжение домашней сети от автономного источника, то вводящий автомат отключается, а устройство для генерации тока подсоединяется к розетке. В этом варианте ограничение по нагрузке упирается исключительно в пропускную характеристику этой розетки (обычно 16 ампер).

Отсутствие в домашней проводке подобной розетки немного усложнит выполнение подключения через распределительный автомат. Нужно просто откинуть штатную вводную проводку от распределителя, а на её место подсоединить «фазу» и «ноль» от автогенератора. И, если в проводке есть в наличии УЗО, нужно соблюсти полярность при подключении.

Когда произойдёт отсоединение вводной проводки основной линии от распредавтомата сети дома, появляется возможность не выключать вводный автомат, а на освободившиеся окончания отсоединённых проводов присоединить контрольную лампу. При подаче энергоснабжения из линии электропередач она засветится, сигнализируя о необходимости перехода с автономного источника на внешнюю подачу энергии в сеть.

Использование перекидного рубильника

По сути, это тоже подключение к распределительному автомату, только без необходимости отсоединения вводной проводки. Перед автоматом монтируется переключатель на три позиции, позволяющий избежать откручивания проводки. Задача этого рубильника заключается в том, чтобы переключать питание сети с одной ветки на другую (от внешней сети или генератора). Подбирать рубильник для выполнения такой функции нужно с 4 вводными клеммами (2 «фазы» и 2 «ноля»), так как генератор имеет собственный «ноль», и трёхклеммный переключатель в этом случае не подойдёт.

Альтернативой 3-позиционного переключателя может стать установка рядом пары двухполосных автоматов, но повёрнутых друг к другу на угол 180 градусов. Клавиши обеих устройств скрепляют штифтами через специально предусмотренные для этих целей отверстия. В работе при переключении клавиш, например, вниз, такая комбинация автоматов будет блокировать питание сети от внешней линии и открывать путь для электротока, вырабатываемого автономным генератором. Обратное же действие с клавишами приведёт к пропуску тока из линии электропередач и блокировке поступления энергии от генератора.

Устанавливать такой переключатель для удобства стоит в непосредственной близости к устройству для генерации, так как его запуск происходит в определённой последовательности:

  1. Непосредственный пуск двигателя генератора.
  2. Прогрев устройства.
  3. И только потом подключение нагрузки.

Естественно, удобнее выполнять эти действия и контролировать процесс в одном месте.

Для исключения работы генератора впустую, то есть когда на резервную линию уже будет подано напряжение, необходимо перед рубильником смонтировать вывод для лампы. Её включение даст сигнал о необходимости отключить автономный источник и выполнить переход на снабжение электротоком от магистральной линии электропередач.

Простой способ организации автопереключения

Чтобы не переключать вручную рубильник каждый раз при отсутствии подачи электричества от основной линии электропитания домовладения, можно сделать довольно несложную схему, позволяющую после пуска бензогенератора на автомате перейти с внешней сети к автономной.

Для монтажа схемы автопереключения понадобятся два пусковых устройства (контактора), имеющих перекрёстное подключение. При их работе будут задействованы силовые, а также нормально замкнутые контакты. К этому набору, если нужно обеспечить генератору некоторый интервал времени на прогревание, стоит приобрести ещё и реле времени.

Когда создаётся напряжение в домашней электрической сети от внешней линии, катушка контактора основного ввода будет удерживать в замкнутом состоянии силовые контакты, а нормально замкнутые, наоборот, в разомкнутом.

При исчезновении напряжения в магистрали электропередач силовые контакты разомкнутся, а нормально замкнутые, соответственно, перейдут в замкнутое состояние, что позволит через промежуток времени, заданный временным реле, после запуска генератора подать напряжение на катушку контактора резервного входа. В результате произойдёт замыкание силовых контактов на резервном пускателе, а в домашнюю сеть пойдёт электрический ток от бензогенератора.

При возобновлении централизованной подачи напряжения к сети частного дома сработает катушка основного пускателя, что приведёт к замыканию силовых контактов этого контактора и к автоматическому отключению питания от бензогенератора. Владельцу дома остаётся только не забыть остановить работу двигателя устройства для автономной генерации электроэнергии.

Автозапуск бензогенератора

Обладая некоторыми навыками по электротехнике, владелец частного дома сможет без особых усилий своими руками смонтировать схему, которая обеспечит автозапуск и включение бензогенератора в сеть дома. Единственным условием является подбор модели автогенератора, способной запускаться и останавливаться с помощью ключа, так как автоматизация пуска генератора с двигателем, заводящимся кик-стартером, дело очень хлопотное и неблагодарное.

Идею принципа работы такой схемы можно выразить в 3 пунктах:

  1. Через пару минут после отключения электропитания от линии электропередач необходимо закрыть воздушную заслонку в двигателе и произвести сам запуск. Временная задержка необходима для перестраховки в тех ситуациях, когда свет пропал всего лишь на несколько секунд.
  2. Ещё через две минуты после прогрева двигателя устройства, открыть заслонку для воздуха и осуществить перенаправление нагрузки с внешней линии на резервную (от генератора).
  3. При возобновлении питания от магистральной сети через 60 секунд переключить нагрузку обратно на основную линию и остановить работу двигателя генератора.

Для реализации этого алгоритма потребуются четыре временных реле, столько же электромагнитных пускателей и магнитных толкателей с выключателями на концах.

В момент исчезновения напряжения в магистрали катушки пускателей, связанные с основной сетью, перестанут удерживать в разомкнутом состоянии контакты, включающие зажигание стартера, и в замкнутом — силовые контакты основной линии. Это приведёт к включению зажигания в бензогенераторе и отсоединению домашней сети от внешней магистрали.

Параллельно будет выполнено замыкание нормально замкнутых контактов. Это приведёт в действие магнитный толкатель, закрывающий воздушную заслонку, и подаст импульс на реле времени, отвечающее за пуск двигателя. Спустя минуту стартер выполнит запуск двигателя бензогенератора.

После старта генератора сработает катушка, отвечающая за остановку стартера. Одновременно с этими событиями произойдёт подача сигнала на временное реле, отвечающее за электроток из резервной сети, что приведёт через 120 секунд к открытию воздушной заслонки двигателя и поступлению электротока от генератора в домашнюю сеть.

Выключение электрогенератора и обратный переход на питание от магистрали обеспечивают другая пара контакторов и реле времени.

При выполнении таких работ необходимо иметь определённые знания о том, как правильно создать схему подключения генератора к сети дома, а также навыки по монтажу. И если нет подобной практики и уверенности, то лучше всего в таких ситуациях довериться специалистам.

Как подключить однофазный генератор к трехфазной сети дома?

Как подключить однофазный генератор к трехфазной сети.

перкидной рубильник

Как подключить генератор к дому? Казалось бы, что может быть проще, завел генератор, подключил к дому и все, живем как прежде ))). В предыдущих статьях мы уже рассматривали, как подключить генератор к дому и основные ошибки, которые могут привести к большим неприятностям, самая малая из которых это выход генератора из строя.

В данной статье хотелось бы рассмотреть вопрос о подключении однофазного генератора к дому, в котором вся разводка электропроводки рассчитана и выполнена под трех фазную сеть. Как ни странно, многие электрики даже с приличным стажем работы впадают в ступор и начинают изобретать велосипед ))).

Самым оптимальным решением при подключении генератора к дому,

 

это когда еще на стадии строительства и проведения электромонтажных работ для резервного электроснабжения предусматривается отдельная группа самых ответственных потребителей. Как правило, на эту группу подключают часть освещения, отопительное оборудование, часть розеток, охранно-пожарную сигнализацию. Данный способ хорош тем, что можно обойтись генератором относительно малой мощности.

Но довольно часто, в 90 % случаев, о приобретении с последующим  подключением генератора к электрической сети дома вспоминают только когда начинаются перебои с электричеством.

Для того чтобы было понятно всем и каждому, что-куда-как, постараемся все объяснить простым и понятным языком, без применения  специальных терминов и различных заумностей.

Итак, как подключить однофазный генератор к трехфазной сети дома? Способов подключения существует несколько. Самый первый, который мы рассмотрели немного выше, это подключение генератора к выделенной для этих целей группе потребителей.

перекидной рубильник для генератор-сеть

Подключение нагрузки в ручном режиме.

Другой способ, это использование перекидного рубильника, переключателя на три положения 1-0-2. то есть, в положении  «1» нагрузка запитана от промышленной (городской) сети, Среднее положение рубильника «0» —нагрузка отключена, в положение «2» — нагрузка (дом) подключена  к резервному источнику электричества, в данном случае это бензиновый, дизельный или газовый генератор.

Не особо вдаваясь в конструкцию устройств, отметим лишь, что устроен перекидной рубильник или трехпозиционный переключатель относительно просто и состоит из неподвижных контактов, к которым подключаются провода (нагрузка-город-генератор) и подвижных контактов, которые осуществляют коммутацию нагрузки с города на генератор и обратно.

В случае переключения трехфазной нагрузки город-нагрузка (потребитель) коммутируются три фазы, то есть, на рубильник приходит три городских фазы А-В-С, на нагрузку уходят те же самые три фазы. В случае переключения нагрузки на генератор нам необходимо сделать так, чтобы на все три фазы поступало электричество.

Для этого необходимо немного модернизировать наш переключатель-рубильник, а именно, сделать перемычку между фазами А-В-С со стороны подключения генератора. Теперь, в случае переключения нагрузки на генератор, на все три фазы будет поступать электричество.

Подключение нагрузки посредством контакторов .

Следующий способ подключения нагрузки к однофазному генератору, это применение контакторов. В данном случае применяют два контактора, один для питания нагрузки от городской электросети, второй контактор необходим для подключения нагрузки к резервному источнику электричества – бензиновому, дизельному или газовому генератору.  Этот метод приемлем в случае использования АВР — Автоматическое включение резервного питания.   

При питании нагрузки от города все три фазы, подключенные к контактору, идут на нагрузку. При  подключении генератора, как и в случае с перекидным рубильником, на клеммах контактора в месте подключения провода от генератора нам необходимо установить перемычку между фазами А-В-С.

Что лучше использовать для переключения? Перекидной рубильник или контакторы?

Если вы не собираетесь использовать систему автоматического управления генераторами, то необходимо установить перекидной рубильник, но обязательно трехпозиционный 1-0-2.

В случае же применения  блока автоматического запуска генератором – АВР, без использования контакторов вам не обойтись.

Внимание!!!

При использовании однофазного генератора следует учесть, что если есть трехфазные приборы, их необходимо отключить от питания на время работы от генератора, так как это может привести к выходу из строя данных приборов.

Чего не следует делать!!!

Нельзя подключать генератор методом розетка-розетка…

Нельзя подключать генератор к электросети дома используя два автомата — один вводной, который от города, второй от генератора. Обязательно когда-нибудь ошибетесь и включите не тот автомат… Что будет дальше не станем рассказывать, но в любом случае ничего хорошего…

Что следует делать?

Заказать монтаж генератора в Одессе и области. Контакты инсталлятора генератора, то есть меня, в разделе «Обратная связь». Звоните!!!

Доверяйте профессионалам, и будет вам счастье )))

Подключение генератора. Как подключить генератор к сети дома


Подключение генератора к дому: инструкция + фото

Если вы проживаете в своем доме, тогда вам точно не помешает дополнительный источник энергии. На сегодняшний день к дополнительным источникам относятся электрические генераторы. Отключение света иногда негативно может сказаться на работе вашей техники. Именно поэтому многие люди перешли на использование генераторов.

Купив себе генератор, вы не решите ситуацию. Вам также необходимо будет произвести подключение генератора к дому. Это достаточно трудоемкий процесс, но решить его можно самостоятельно. Благодаря этой статье вы узнаете, как подключить генератор к дому.

Подключение генератора к дому

Схема подключения генератора к сети дома может быть двух видов. Изучив эти два способа, произвести подключение генератора можно будет самостоятельно. В этом случае вы сможете значительно сэкономить свои средства на вызове мастера. Вот эти методы:

  1. Метод с перекидным рубильников.
  2. С помощью автоматического управления.

Подключение генератора с перекидным рубильником

При использовании этого метода можно использовать два вида рубильников: перекидной или реверсный. Реверсный рубильник имеет три вида перехода. С их помощью вы можете переключать домашнюю сеть к различным источникам питания. К каждому виду рубильника можно подключать три ветки:

  • От основной сети к вашему генератору.
  • От дома к устройству.
  • От генератора к прибору.

Электрические генераторы имеют достаточно простой принцип работы. Он будет работать при выключении основной сети. Если подача тока нормализуется, тогда генератор прекратит свою работу. Активно работать в вашем доме должен только один источник.

При подключении генератора лучше всего использовать медный кабель. Вот схема крепления для контактов:

  • Его верхние контакты необходимо прикрепить к основной сети.
  • Средние контакты будут отвечать за частную цепь дома.
  • Нижние контакты обычно предназначаются для электростанций.

Эта схема контактов вам может пригодиться и при подключении кондиционера.

Вот основные этапы запуска генератора:

  1. Для начала устройство необходимо несколько минут прогреть.
  2. После этого рубильник нужно повернуть вниз.

Подключение генератора с автоматическим запуском

Подключение генератора к электросети может быть автоматизированным. На сегодняшний день многие устройства имеют эту функцию. При отключении света в вашем доме система автоматически запустит устройство в работу. При возобновлении электричества устройство будет отключено.

Эти устройства имеют достаточно простой принцип работы. Он состоит из:

  • Системы АВР, которую подключают к электрической сети.
  • АВР и генератор должен соединять основной кабель управления.
  • От нее должен выходить кабель, который будет крепиться к контактам генератора.

Правила безопасности при использовании электростанции

Подключение генератора в частном доме включает в себя выполнение определенных правил. При соблюдении этих правил вы сможете обеспечить себе надежную защиту и безопасность:

  1. Если станция будет находиться в помещении, тогда она должна хорошо вентилироваться. Если устройство имеет большую мощность, тогда его лучше поставить на улице.
  2. Станция должна быть полностью защищена от плохой погоды.
  3. При подключении контактов нельзя оставлять незащищенные места.
  4. Генератор не должен находиться под воздействием высокой температуры.
  5. Устройства обязательно должны иметь заземление.

Как сделать заземление для генератора?

Для того чтобы ваша домашняя электростанция имела хорошее заземление может потребоваться металлический прут, трубка и оцинкованное железо. Это основные материалы, которые вам будут необходимы. Трубы, которые необходимо поместить в землю обеспечат надежное заземление вашего устройства. Необходимо чтобы трубка была постоянно влажной. Подключение электрического котла также требует правильного заземления.

Рекомендуем вашему вниманию: правильное подключение водонагревателя.

vse-elektrichestvo.ru

Как подключить генератор к дому?

Все наши жилые дома подключены по третьей категории электроснабжения. А это значит, что перерывы в электроснабжении могут быть до суток. В наше время уже трудно представить дом без электричества, где постоянно работает холодильник, морозильник.

В некоторых районах перебои с электроснабжением бывают очень редко, а где-то поломки в электросетях могут случаться достаточно часто в виду тех или иных причин. В таких районах, дачных поселках бесперебойное питание является очень актуальным.

Рассмотрим схему подключения бензинового генератора к дому.

Тема для написания статьи возникла у меня совершенно случайно. На выходных помогал брату заливать фундамент для дома. Сейчас, наверное, на каждой стройке можно увидеть электрическую бетономешалку и бензогенератор, если на участке еще не подведено электричество. Обычная бетономешалка, которая работает от обычного бензинового однофазного генератора. Купить такой генератор можно  за 300-500$. Вот там и возникла у меня идея подключения этого бензогенератора к дому, в случае пропадания электричества.

Бензиновый генератор

Бензиновые генераторы такого класса запускаются от ручного стартера, поэтому подключение к электрической схеме дома будет достаточно простым.

Ниже показана, какая у вас должна быть схема щитка учетно-распределительного.

Подключение генератора к дому через розетку

Питающий кабель должен приходить на выключатель нагрузки, затем установлен счетчик электрической энергии, защитный автоматический выключатель (либо дифференциальный автомат на 300мА). Количество групповых автоматов зависит, насколько у вас большой дом. Я условно показал 2. А вот QF3 это как раз та линия, к которой мы будет подключать наш бензогенератор.

Подключение бензинового генератора к дому нам, можно сказать, обойдется бесплатно, поскольку линию с установленной розеткой мы будем использовать не только для генератора.

Розетку нужно установить на наружной стене дома где-нибудь под козырьком дома. Розетка должна быть со степенью защиты не менее IP44. Если у вас дом с гаражом, то розетку для бензогенератора лучше поставить у выхода с гаража, поскольку генератор будет храниться в гараже и не потребуется далеко нести в случае пропадания электричества.

Вернемся к схеме.  На этой третьей группе я установил автомат на 16А, кабель должен быть медный сечением не менее 3×1,5мм2. Этого достаточно, чтобы в доме работал холодильник, освещение и другие бытовые приборы. Разумеется, в такое время лучше одновременно не использовать мощные электроприборы, такие как стиральная машина, чайник, электрическая плита. Если у вас генератор более 3кВт, то автомат, кабель и розетку можно установить на порядок выше. Если автомат более 16А, то и розетка должна выдерживать соответствующий ток.

Рядом с домом у вас должен быть забит контур повторного заземления. От этого контура нужно провести проводник до места установленной розетки. Это необходимо для заземления бензогенератора. На корпусе у него есть специальный зажим для заземления. Для присоединения генератора к сети дома нужно изготовить шнур с двумя вилками, а для заземления бензогенератора можно сделать перемычку из провода ПВ3.

Теперь все готово, чтобы применить наш бензогенератор в качестве резервного источника питания в случае аварии в электросетях.

При исчезновении электричества первым делом нужно пойти и отключить автоматический выключатель, который у вас установлен после счетчика.

ОТКЮЧЕНИЕ ВВОДНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!

Затем идем в гараж, выносим бензогенератор на улицу, заземляем его, заправляем бензином, включаем в розетку. После всего этого можно завести генератор.

Не в ком случае не включайте бензиновый генератор в закрытом помещении!!!

После восстановления подачи электроэнергии, необходимо проделать все операции в обратном порядке, т.е. вводной автомат включаем после того как отключили генератор.

Вот так можно подключить бензиновый генератор к дому, а установленная для него розетка может использоваться для переносного инструмента в гараже, подключения газонокосилки и других электроприборов, которые используем на улице.

Разумеется, при желании можно сделать схему, чтобы генератор включался автоматически, но для этого нужен специальный генератор, который должен быть выполнен во всепогодном исполнении либо установлен в специальном помещении с отводом выхлопных газов.

Предлагаю еще вашему вниманию более правильную схему с заземлением. Двухполюсный переключатель позволит перейти с системы заземления TN-C-S на систему заземления IT.

Схема подключения генератора к частному дому с заземлением

На схеме показан однополюсный автоматический выключатель, но можно взять и 1Р+N и разрывать фазный и нулевой проводники.

Если имеются лишние деньги, то можно поставить и блок АВР

  

Советую почитать:

220blog.ru

Как подключить генератор к сети дома

Кажется, что не может возникать вопрос о том, как подключить генератор к сети дома. Схема процесса предельно проста: привез установку, включил ее, и все. Но на деле оказывается не все так просто. Поэтому об основных трудностях, которые появляются при подключении, стоит поговорить отдельно.

Способы подключения

Подключая генератор, приходится взаимодействовать с тремя сетями: централизованной, энергопотребителей и проводкой самого устройства. В зависимости от того, как они будут соединяться, подбирается подходящая схема. Есть разные способы запитывания установок, для которых необходима энергия электрического генератора.

В первом случае их просто включают в розетку прибора. Здесь все просто и дополнительных комментариев не нужно. Никаких цепей и подключений здесь дополнительно не делают.

Также подключение происходит к потребительской сети, которая не имеет отношения к общецентрализованной. Тогда генераторные провода подсоединены к разводке энергетических потребителей. Это второй способ, как подключить генератор к сети дома. Схема его называется постоянной. Здесь в обязательном порядке должно быть предусмотрено точное соответствие сечений проводов номинальному генераторному току.

Также устройство посредством автоматических или ручных приспособлений может соединяться в единую цепь, имеющую общецентрализованную сеть. Тогда, если напряжение от нее исчезнет, все энергетические потребители начнут запитываться от генератора. Это подключение получило название резервного.

Если в первом способе ни вилка, ни аппарат предварительно не подготавливаются к подсоединению, то в последующих двух требуется провести дополнительную работу. Последний вариант является самым сложным.

Как подключить генератор к сети дома: схема

Схему делают для электрической сети и генератора. Переключение при этом может происходить в ручном или автоматическом режиме. Особенно важно, где находится точка врезки коммутатора. Ее обязательно распологают после электрического счетчика, но до защитного устройства.

Изучим сначала схему ручного переключения. Если напряжение исчезает, то с помощью переключателя или рубильника разрывают соединение с центральной сетью и активизируют генератор. Переключатель не должен реализовывать два этих действия одновременно. Обязательно предусматривают в установке нейтральное положение для последующего подключения.

Получается, что ручным коммутатором могут служить рубильники перекидные или реверсивные переключатели. Делая выбор, нужно учитывать номинальные токи, чтобы они не были ниже того, который потребляется. Бывает разным процесс, как подключить генератор к сети дома. Схема и даже конструкция приспособлений также может отличаться. Посмотрите на изображение ниже. На нем показано подключение трехфазного генератора.

Кроме ручного способа, иногда устанавливают индикатор, который определяет наличие или отсутствие напряжения в общецентрализованной сети. Примером приспособлений могут выступить модульные индикаторы 220 В или световые индикаторы 220 В (дешевле в двадцать раз), которые имеют закрытый корпус и готовые проводки. Их недостаток — подключение до предохранителя.

При автоматическом переключении электрического генератора, как вытекает из названия, процесс происходит без участия человека, автоматически. Функция ложится на блок ABP. В его состав входят разные устройства: выключатели, детали индикации, реле регулировки напряжения, контакторы.

Такой генератор должен быть оснащен электрическим стартером. Для включения резерва централизованная сеть отключается, генератор запускается, прогревается, а проводка присоединяется к потребительской сети. Если же в сеть снова подается напряжение, процесс отключается в обратном порядке.

Резервный автоматический ввод может осуществляться разными системами. Можно рассмотреть процесс, взяв для примера модель GG700E бензиновый генератор. Подключение запускается после исчезновения напряжения от централизованной сети. Уже через двенадцать секунд будут обеспечены электрической энергией все потребители дома.

Система также способна контролировать стабильность подачи энергии. Если работа происходит ровно и непрерывно более десяти секунд, то питание начинает производиться снова через общую сеть. Прибор еще несколько секунд для проверки продолжает работу, а затем отключается.

Как подается нагрузка

Перед подключением аппарата следует проконтролировать, чтобы мощность потребителей, которые подсоединятся, не была выше номинальной генератора. Для избежания перегрузки должен соблюдаться определенный порядок. Сначала подключают те энергопотребители, которые наделены наибольшими токами при пуске. Далее приборы подсоединяются по убыванию. В самом конце следуют энергетические потребители, имеющие коэффициент пускового тока — единицу. Такими устройствами являются, к примеру, электрические нагреватели.

Ошибки

Когда подключают бензиновый или дизельный генератор, иногда допускают ошибки. Они заключаются во включении генератора к централизованной сети напрямую или соединении проводов от генератора прямо в розетку. Делать этого нельзя, так как большая нагрузка может способствовать формированию пожароопасной ситуации, когда разрушится розетка и электрическая проводка.

Установка

Перед тем как бензиновый или дизельный генератор подключить, его следует правильно установить. Лучше, если место будет выбрано в некотором отдалении от комнат. Тогда отработанные газы не дойдут до находящихся в помещении людей, не будет беспокоить шум от работающего аппарата. Место должно быть сухим, ровным и желательно изолированным от других.

Помимо этого, оно должно удовлетворять требованиям вентиляции. Если помещение закрыто, то должна быть организована вытяжка. Если же установку держать в подвале, то даже при открытой форточке он быстро перегреется, из-за чего может вскоре сломаться.

Шумовая защита

Генераторы для дачи немало шумят. Шум распространяется посредством основания, корпуса и отработанных выхлопных газов. Чтобы снизить этот показатель:

  • основание не должно быть сильно связано со зданием — достигается это, к примеру, при помощи резиновой подкладки;
  • корпус помещают в шумозащитные кожухи — они продаются в готовом виде или изготавливаются самостоятельно;
  • глушители помогут снизить шум от выхлопных газов, однако из-за этого может также упасть мощность, поэтому более эффективным способом является подбор правильного места установки.

Заземление

Генераторы для дачи нужно заземлять. Это реализуется при помощи металлического прута, трубы и листа оцинкованного железа. Заземлитель опускают в землю, фиксируют специальными приспособлениями и подсоединяют к клемме заземления генератора.

Отвод отработанных газов

При установке аппарата внутри дома необходимо предусмотреть отвод выхлопных газов. Для этого используют гофрированную трубу, выполненную из нержавеющей стали. Для экономичности гофрированную часть можно сочетать со стальной трубой.

Эта часть установки должна быть реализована особенно тщательно, так как ошибки или мелкие недоработки могут повлечь за собой печальные последствия.

Как видно, недостаточным является просто определиться, какой генератор лучше, и приобрести его. Необходимо осуществить грамотную установку и подключение. Только тогда можно быть уверенным в бесперебойной и безопасной работе электричества в доме.

fb.ru

Подключение генератора к дому, даче, своими руками

Подключение генератора

Содержание статьи

После приобретения генератора, настаёт момент его подключения к дому или даче. Конечно же, на это есть свои специалисты, но работа такая отнюдь не сложная, она может быть выполнена и своими руками.

Ниже на картинках представлена схема подключение генератора своими руками к обычной розетке запитанной от домашней сети.

Подключение генератора

Бензиновые генераторы получили самое широкое распространение в быту. Когда нет электричества, они быстро запускаются вручную, а те модели бензиновых генераторов, которые стоят дороже, оснащены стартером и автозапуском, что значительно упрощает их быстрый ввод в эксплуатацию.

О том, как выбрать бензиновый генератор для дома, было написано в другой статье, в этой же будет рассказано о том, как его подключить своими руками.

Подключить бензиновый генератор к дому достаточно просто, сделать это можно как через отдельный автомат (выключатель) так и через розетку. При подключении генератора через розетку, потребуется сделать кабель с двумя вилками на концах, который и будет служить «переходником» между домом и бензиновым генератором.

Хотя это и не принципиально важно, но всё же лучше на вилках с переходником от дома к бензогенератору пометить, с какой стороны розетки находится фаза.

Если есть гараж, то идеальным вариантом подключения бензинового генератора является установка розетки от дома именно в нём. В таком случае, бензиновый генератор устанавливается прямо в гараже, а переходник подключается от розетки к бензогенератору напрямую.

Единственное что нужно не забыть, при этом сделать, так это при запуске бензинового генератора выключить автоматы на счётчике ввода электричества в дом. После того как централизованное напряжение возобновиться, бензиновый генератор выключается, а переходник отсоединяется от розетки, после чего можно включать автоматы на электросчётчике, для ввода в эксплуатацию основной ЛЭП.

Это наиболее простая схема подключения генератора к дому, которая не потребует каких-либо больших финансовых расходов, сил и много времени. Осуществить всю работу можно достаточно быстро и к тому же что немаловажно своими руками.

Другие способы подключения бензинового генератора

У вышеописанного способа подключение генератора к дому есть один существенный недостаток, это риск выхода из строя электрооборудования и самого бензинового генератора. Если, например, произойдёт ошибка при подключении генератора, а именно не будут выключены автоматы основного ввода электроэнергии в дом, то при её возобновлении, возникнет попросту замыкание.

Поэтому существуют более безопасные способы и схемы подключения генератора к дому посредством, например перекидного рубильника. Перекидной рубильник для подключения бензинового генератора имеет три основных положения.

Одно положение нейтральное, в котором напряжение отсекается полностью, другое положение рубильника служит для подсоединения дома от бензинового генератора, а третье положение, наоборот, от основной сети 220 Вольт.

Кроме того, существует и способ автоматического подключения бензинового генератора к дому, когда напряжение в сети пропадает. Для этого достаточно использовать блок АВР, который при отключении электричества в доме, автоматически запустить бензиновый генератор (если тот имеет режим автозапуска) и, напротив, при появлении напряжения выключит его.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

samastroyka.ru

Подключение генератора с автозапуском к домашней сети

Главная » Электрооборудование » Генератор » Простое руководство о том, как подключить генератор к сети дома без посторонней помощи

Простое руководство о том, как подключить генератор к сети дома без посторонней помощи

Запасной источник электроэнергии никогда не помешает в доме на случай чрезвычайных ситуаций. Внеплановое и бессрочное или аварийное отключение света отрицательно может сказаться на электроприборах. И если ваша система отопления зависит от электроснабжения, то зимой есть риск остыть дому и замерзнуть его хозяину.

Приобретение генератора – это еще не выход. А вот правильное подключение даст гарантию безопасного использования прибора и обеспечения питания на время сбоя.

Домашний генератор — как правильно подключить

Существует две основных схемы подключения генератора к дому. Оба способа предназначены для самостоятельной установки без вызова мастера. Какой метод проще, легче и подходит типу генератора – решать вам:

  1. Метод с перекидным рубильником;
  2. Через автоматическое управление.
Подключение с перекидным рубильником

Тут применимы два вида рубильников: либо перекидной, либо реверсивный (с 3 ходами-положениями). Они попросту переключают домашнюю сеть к разным источникам питания. К обоим подключаются 3 ветки:

  • первая — от основной электросети к генератору,
  • вторая — от дома к генератору,
  • третья — от генератора к приборам.

Для корректного учета потребляемой дома электроэнергии очень полезно знать, как подключить электросчетчик. Необходимо лишь придерживаться общей схемы установки и учитывать разные параметры устройства при его выборе.

Принцип работы электрического генератора заключается в том, что он будет в действии при выключенной (обесточенной) основной сети. Если же подача тока от общей электросети в норме, то генератор не может функционировать. То есть активно что-то одно или отключены оба источника электричества.Для подключения генератора в частном доме лучше использовать кабеля с медной проволокой внутри. Как правило, выглядит это как шнур с двумя штепселями по краям.

Схема крепления контактов:

  • верхние контакты – крепится кабель от основной сети;
  • контакты посередине – частная цепь дома;
  • нижние контакты – предназначены для электростанции (заземление).

Важно соединить всю цепь, а потом запускать генератор!

Как запустить генератор в работу :

  1. необходимо пару минут прогреть генератор;
  2. повернуть рубильник на щитке вниз.
Подключение генератора с автоматическим запуском

Существуют станции, которые оснащаются автоматическим обслуживанием. Автоматический блок подсоединен к генератору и к сети питания. Когда в доме отключается свет, система генератора автоматически включается в работу, заменяя основной источник питания. Когда возобновляется подача электроэнергии, станция также самостоятельно отключается.

Такой блок можно приобрести отдельно в магазинах электротоваров.Принцип подключения АВР:

  • систему АВР подсоединяется к электросети;
  • АВР и генератор соединяет кабель управления;
  • от нее выходит кабель, который крепится к контактам генератора и уже от него проводит электроэнергию в дом.

Важно! Любые работы по присоединению генераторов нужно проводить, когда дом, квартира обесточены вами лично! Это гарантирует, что вы не будете случайно поражены электрическим разрядом.

Правила безопасности при использовании домашней электростанции

Соблюдение правил убережет от замыканий, травмирования и т. д.:

  1. Если станция находится в жилом помещении, то хорошая вентилируемость – первое, что нужно обеспечить. Если же генератор большой мощности, то его следует выставлять на улицу.
  2. Лучше спрятать станцию от неблагоприятного воздействия погоды, в частности, осадков и влажности.
  3. При креплении контактов не оставляйте оголенные участки проводов.
  4. Генераторы на топливе не должны находится рядом с высокими температурами.

Разлитое топливо тщательно вытирают. Перед дозаправкой агрегата выключайте его.

  • Избегайте контактов с работающим генератором. Не подходите в развивающихся одеждах, ведь вентилятор внутри может затягивать ткань, клеенку и т.д.
  • Заземление обязательно для дизельных и бензогенераторов.
  • Как правильно сделать заземление генератора

    Для заземления домашней электростанции нужно всего лишь небольшой металлический прут (диаметр -15 мм) и такая же трубка (диаметр – 50 мм, по 1,5 м в длину оба изделия), а также листовое оцинкованное железо (500 мм*1000 мм).

    Предварительно разобравшись в особенностях разных видов паяльников, припоев, сделав необходимую подготовку к процессу пайки и придерживаясь всех мер по безопасности — только тогда мастер-любитель может смело утверждать, что знает, как правильно паять паяльником.

    Пайка до сих пор является основным методом для создания различных схем. Как не ошибиться с выбором нужного паяльника — поможет эта статья. А здесь можно узнать, как собрать такой инструмент в домашних условиях.

    Прочные крепления на обоих концах прута от генератора к трубе в земле гарантируют, что при возможном напряжении их не сорвет потоком мощности. Трубка воткнута глубоко в землю, которая должна быть постоянно влажной, на всю длину. Оставляем только 7-10 см сверху.

    Пользуйтесь электрическими приборами правильно!

    Видео о том, как подключить генератор к дому или в квартире

    Делаем схему и установку бензогенератора к дому

    Любители рыбной ловли и активного отдыха знают насколько неудобно обходиться без освещения вечером. Та же проблема возникает и у владельцев дачных строений и загородных коттеджей, если к поселку не подведено электричество или часты перебои с ним. Лучшим выходом в такой ситуации является установка бензогенератора. О том, как правильно это сделать речь пойдет далее.

    Устройство бензиновых электростанций

    В конструктивном плане такой агрегат представляет собой двигатель внутреннего сгорания, объединенный с генератором и предназначенный для выработки электрического тока. Чаще всего используются четырехтактные модели. Коленчатый вал таких устройств имеет частоту вращения до 3000 об/мин. От него тяговое усилие передается генератору. Это приводит к преобразованию вращательной энергии в электрическую.

    Кроме этого, каждый агрегат снабжается топливным баком. В зависимости от назначения генератора изменяется и объем. У промышленных моделей он может достигать более 100 л, бытовые генераторы имеют небольшие баки, объемом в 10-15 л.

    Большинство современных мини электростанций способны подстраиваться под необходимую нагрузку, что позволяет снижать обороты двигателя и экономить топливо.

    Главное – это правильно выбрать бензогенератор и выполнить подключение.

    Виды мини-электростанций

    Классификация этих устройств выполняется по различным параметрам. Начнем с назначения, в зависимости от этого параметра различают:

    Последние обладают более высокой мощностью, но в то же время и габаритами. Они относятся к стационарным, так как могут иметь вес свыше 300 кг и чаще всего работают на дизельном топливе.

    Бытовые генераторы или бензиновые имеют компактные габариты и очень удобны в транспортировке. Они представлены широкой линейкой мощностей и могут использоваться как в частных домах, так и для походов, рыбалки. В зависимости от этого изменяется и схема подключения бензиновых генераторов.

    Запуск таких устройств осуществляется различными способами:

    Самым простым и дешевым является генератор с ручным запуском. Он оснащается механическим стартером. Электростанции второго типа приводятся в действие при помощи ключа, как автомобили. Последние модели, оснащенные контроллером, который управляется программой запуска – одни из самых дорогих, но в то же время удобных в эксплуатации.

    Выбирая бензогенератор нужно обращать внимание и на то однофазный он или трехфазный, а также на то имеется ли в нем переключатель режимов и выходы с различными типами напряжения. Особенно актуальны эти параметры, если планируется использовать генератор на строительной площадке для работы с оборудованием.

    Но все же самыми популярными являются инверторные агрегаты. Их главным отличием от обычных моделей является наличие стабилизатора или инвертора, предназначенного для выравнивания колебаний тока.

    Такие приборы применяются для питания высокоточных машин и механизмов.

    Как правильно рассчитать мощность

    Как рассчитать мощность генератора

    Чтобы не ошибиться в выборе мини электростанции необходимо заранее определиться с ее основными характеристиками, такими как мощность, уровень шума, тип двигателя.

    Но если с двумя последними можно разобраться в процессе покупки оборудования, то мощность нужно рассчитать заранее. Поскольку она зависит от активной составляющей нагрузки и коэффициента, то для определения номинального значения определяют сначала полную по следующей формуле:

    Далее переходим к расчету мощности потребителей электричества. Но для этого необходимо знать установленное значение этой величины для приемников и коэффициенты мощности и спроса, которые определяют по справочникам.

    Если для вас выполнить это сложно, то стоит обратиться к специалистам торговой сети или организаций, занимающихся обслуживанием дизельных генераторов.

    Смотрим видео, рассчитываем мощность:

    Исходя из практики можно сказать, что для садового домика вполне хватит электростанции мощностью в 2 кВА, а для большого коттеджа – от 10 до 20 кВА. Но это средние значения, поэтому вычислять для своих потребностей все равно придется.

    Схемы подключения генератора

    Купив мини электростанцию необходимо заняться ее установкой и пуском. Как подключить бензогенератор к дому? Чтобы ответить на этот вопрос нужно выполнить целый ряд действий. Но чтобы оборудование могло играть роль резервного источника питания его необходимо связать с тремя сетями:

    1. Центральной;
    2. Бытовых приборов;
    3. Проводкой от мини электростанции.

    Исходя их этих связей и определяется схема подключения. Она может быть выполнена, как:

    • Включение непосредственно в розетку устройства;
    • Подключение к общей сети;
    • Соединение с единую цепь с центральной проводкой.

    Рассмотрим особенности каждого способа. Первый является самым простым и не требует никаких дополнительных навыков и умений. Он может быть выполнен самостоятельно. Такая установка генератора используется в дачных строениях или на рыбалке.

    Вторая также не зависит от наличия централизованной системы. Провода от генератора просто подключаются к разводке потребителей энергии. Такая схема называется постоянной. Единственное условие при ее выполнении – это соответствие сечения провода и номинального тока генератора.

    Схема подключения к единой электросети

    Третья схема установки бензогенератор рассчитается самой сложной. В этом случае мини электростанция соединяется в единую цепь с центральной системой. Для этого используются различные коммутаторы. Только эта схема дает возможность при сбое в сети быстро перейти на питание от генератора. Её называют резервной.

    Но если первый способ доступен любому человеку, то два других требуют проведения подготовительных работ. И если вы сомневаетесь в своих способностях, то лучше доверьте выполнение подключения профессионалам. Особенно если выбрана схема подключения бензогенератора с автозапуском.

    Этапы подключения

    Итак, если вы решили воспользоваться последним из рассмотренных способов подключения, то вам придется выполнить следующие действия. Первое – это выбрать место для установки бензогенератора в помещении. Оно должно быть оборудовано в соответствии со всеми требованиями техники безопасности. Обычно такие помещения оснащаются вентиляционным оборудованием и звукоизоляцией.

    Второе – внимательно изучите документацию к оборудованию В ней указываются все технические характеристики прибора.

    Третье – подведите провода от генератора к электрощиту дома. Точку подключения рубильника к проводке располагают перед автоматами защиты. Процесс подключения бензогенератора к сети дома требует тщательного выполнения.

    Смотрим видео, установка и подключение. Нюансы в работе:

    Четвертое – если предполагается подключение без системы автозапуска, то нужно воспользоваться реверсивным или перекидным рубильником. Но в таком случае при отключении электричества вам придется отключить все автоматы и переключить его в положение 0. Через несколько секунд позиция меняется на 2 и только после этого можно заняться запуском оборудования. Поэтому более удобна все же схема подключения АВР к бензогенератору.

    Подводим итоги

    Как видно из приведенных выше данных ничего сложного в выборе и подключении мини-электростанции нет. С этой работой вполне может справиться каждый человек, имеющий начальные знания по электрике.

    Какую из рассмотренных схем установки бензогенератора в помещении выбрать – зависит от специфики вашего помещения и особенностей использования оборудования. Самый простой вариант обычно используется в дачных строениях, так как он предполагает быстрый демонтаж оборудования в случае необходимости.

    Для дома с постоянным проживанием обычно выбирают схему подключения генератора с автозапуском. Так как она позволяет переключать питание автоматически при отключении напряжения в сети.

    Подключение электрогенератора к сети дома

    Бесперебойное энергоснабжение и наличие в сети стабильного напряжения является необходимым условием для правильной работы домашних электроприборов. От электричества зависит комфорт обитателей дома, сохранность продуктов в холодильнике, возможность работать за компьютером. Но наиболее уязвимыми к отключению электричества являются системы отопления на базе котлов, имеющих электронное управление и циркуляционные насосы. В случае отключения электроэнергии, чтобы в лютый мороз не повредить систему отопления и не замерзнуть самим, нужно подключить аварийный электрогенератор к домашней сети.

    Подавляющее большинство бытовых электрических генераторов работает на бензине (бензогенератор), но встречаются маломощные дизельные или даже газовые электрогенераторы, пригодные для использования в качестве резервного источника питания электроприборов, включенных в домашнюю сеть. Наиболее популярными являются электрогенераторы мощностью 3-5 кВт – данного объема электроэнергии хватит для функционирования наиболее важного домашнего оборудования.

    Бензиновый генератор мощностью 3 кВт

    Возможные способы подключения генератора

    Если на момент отключения электричества самым важным критерием является время, то бензогенератор можно аварийно подключить к домашней сети двумя достаточно быстрыми способами:

    1. подключение генератора через розетку, предварительно отключив вводный автомат на щитке;
    2. подключить на ввод щитка электрогенератор вместо выводов от электросчетчика.

    Для первого способа потребуется кабель с двумя подключенными штепсельными вилками на обоих концах. Линия розетки должна выдерживать максимальную мощность (ток) генератора. Как правило, электрогенераторы имеют автоматический выключатель для защиты от перегрузки, но наличие автомата с соответствующим номиналом на линии розетки не повредит. Схема подключения резервного электрогенератора к домашней сети показана на рисунке ниже:

    Схема подключения автономного электрогенератора через розетку

    При возобновлении подачи электроэнергии необходимо сначала заглушить генератор, вынуть вилки из розеток на генераторе и от домашней сети, затем включить вводный автомат на щитке.

    Включение сетевого напряжения при включенном в домашнюю сеть электрогенераторе приведет к его выходу из строя

    Кабель с двумя вилками также не является безопасным, так как при оставлении одного из концов включенным, возможно поражение при прикосновении к оголенным штырькам в момент возобновления электроснабжения или тестового запуска электрогенератора. Частое применение такой схемы может усыпить бдительность, поэтому возникает риск аварийной ситуации при одновременном включении генератора и вводного автомата.

    Небезопасный кабель с двумя вилками, используемый исключительно для экстренного подключения генератора

    Перекидной рубильник

    Второй способ, с отключением одного источника питания (выводы от счетчика) и подключением резерва (бензогенератор) является более безопасным в плане исключения одновременного их включения, но требует частой манипуляции с проводами и клеммами при повторяющейся ситуации с исчезновением электричества. К тому же, выводы от счетчика при возобновлении внешнего энергоснабжения могут оказаться под напряжением, если ввод электричества в дом осуществлен напрямую, без вводного автомата.

    Чтобы исключить манипуляции с проводами и клеммами и сделать все правильно, подобную схему подключения можно воссоздать при помощи перекидного рубильника, который переключает домашнюю сеть с основного на резервный источник питания. Для исключения всех возможных аварийных ситуаций, перекидной рубильник должен быть двухполюсным для однофазной сети, или четырехполюсным для включения в трехфазную систему.

    Применение перекидного рубильника для подключения электрогенератора к сети

    В данном случае рабочий ноль домашней электросети также отсоединяется от линии электроснабжения, получается система с изолированной нейтралью (IT). При существующем в домашней сети защитном проводнике заземления провод PE нужно подключить к корпусу генератора. Если домашняя сеть двухпроводная, то бензогенератор нужно заземлить при помощи заземлителей.

    Алгоритм включения и выключения резервного электропитания будет следующим:

    • запуск и прогрев генератора при отключении света;
    • переключение перекидного рубильника на резерв;
    • перевод рубильника на основное питание при возобновлении энергоснабжения;
    • остановка электрогенератора.

    На видео ниже показаны технические нюансы запуска и обслуживания генератора:

    Автоматическое переключение на генератор

    Описанное выше подключение генератора к дому имеет существенный недостаток – при исчезновении электричества нужно вмешательство человека для перевода домашней сети на резервное питание. Данная схема не разбудит пользователя и никак не уведомит хозяина о том, что электричество пропало, и система отопления начнет замерзать.

    Нужна электрическая схема, отслеживающая напряжение электроснабжения, которая запустит генератор, выведет его на нужные обороты и переключит рубильник. Подобные устройства, осуществляющие автоматический ввод резерва (сокращенно АВР ) выпускаются промышленностью. Подробная схема подключения прилагается к устройству, но принцип подключения можно понять, изучив рисунок ниже:

    Подключение системы автоматического запуска генератора

    От АВР (системы автозапуска) к генератору кроме силовых проводов подключается также кабель управления. Электрогенератор должен иметь функцию автозапуска для подключения к АВР. Управление и подзарядка аккумулятора генератора осуществляется напряжением 12 В. В инструкции к генератору должно быть подробное описание процесса подключения с указанием предназначения клемм.

    Самодельная система автозапуска

    Решать вопрос о том, как подключить генератор в качестве бесперебойного снабжения электроэнергией должен пользователь исходя из своих финансовых возможностей – АВР и электрогенератор, поддерживающий функцию автозапуска, обойдутся намного дороже. Поэтому многие домашние мастера стараются придумать свою схему подключения, используя систему контакторов с нормально открытыми и закрытыми контактами.

    Контактор, работающий как перекидной рубильник

    Принцип действия подобного переключателя таков – напряжение сети электроснабжения удерживает нормально разомкнутые контакты замкнутыми. В этом случае домашняя сеть подключена к электрической линии снабжения. Как только напряжение пропадает, катушка контактора перестает втягивать якорь, и замыкаются нормально замкнутые контакты, к которым подключен генератор.

    Один из примеров подобных схем представлен ниже. Трехфазный контактор переключатель используется также для коммутации напряжения 12 В, включение которого заменяет поворот ключа генератора. То есть, при исчезновении напряжения сети таймер начинает запускать стартер с некоторыми промежутками, которые можно настроить.

    Пример самодельной схемы для автоматического запуска генератора

    Как только двигатель генератора запустится на его выходе появится напряжение, которое заставить сработать контактор К2, и таймер перестанет запускать двигатель. Как только появится напряжение на линии, включится контактор К1, и цепь ключа генератора разомкнется и двигатель заглушится.

    Данная схема приводится как идея, и требует доработки, модернизации и добавления дополнительных элементов защиты, соответственно модели генератора. Народные умельцы модернизируют обычные генераторы, переделывая под автозапуск, добавляя исполнительные устройства для управления заслонкой и топливным вентилем, как показано на видео:

    Если нет желания внедряться в схему и устройство электрогенератора, то коммутацию 12В можно использовать для включения сигнализации (будильника) и для подсветки места установки электрогенератора.

    Безопасность подключения генератора

    Бензогенератор, работающий на легко воспламеняемом бензине, не должен сам стать источником искры или короткого замыкания, особенно в непосредственной близости к емкости с запасом топлива. Поэтому следует уделить особое внимание качественному подключению генератора к сети.

    Пожарная безопасность подробно описана в инструкции, поэтому во избежание возгорания и несчастных случаев, следует подключение и установку электрогенератора произвести правильно, согласно требованиям. Категорически запрещается устанавливать работающий генератор в закрытом помещении – выхлопные газы ядовиты.

    Помещение под генератор должно очень хорошо вентилироваться

    Устанавливают генератор на свежем воздухе под навесом, защищающим от дождя и прямых солнечных лучей. Следует позаботиться о защите клемм подключения от коррозии при чрезмерной влажности. Также необходимо следить, чтобы аккумулятор был заряжен. Современные АВР также имеют функции оповещения о включении резервного питания:

    Похожие статьи

    Подключение проточного водонагревателя

    Терморегуляторы для систем отопления, а также их подключение

    Зарядка аккумулятора без зарядного устройства

    Подключение варочной панели

    Общее описание индукционных котлов для дома и их подключение

    Источники: http://elektrik24.net/elektrooborudovanie/generator/kak-podklyuchit-k-seti-doma.html, http://generatorvolt.ru/benzinovyjj/delaem-skhemu-i-ustanovku-benzogeneratora-k-domu.html, http://infoelectrik.ru/podklyuchenie-elektrooborudovaniya/pshema-podklyucheniya-generatora-k-domu.html

    electricremont.ru

    Как подключить генератор к дому? Подробное описание

     

    Генератор при частых отключениях электроэнергии – вещь весьма удобная, а, порой, незаменимая. Если в вашем доме маленький ребёнок, тяжело больной человек, или ваша работа требует постоянного использования дома электроустройств, а госэнергосеть чаще, чем хотелось бы, «радует» вас то плановыми, то внеплановыми отключениями — генератор позволит вам показать зловредному Чубайсу большую фигу и больше не зависеть от настроения его левой пятки.

     

    Итак, вы поднапряглись финансово и приобрели хороший генератор. Конечно, дизельный, ведь дизтопливо дешевле, экономичнее и ресурс двигателя существенно выше. Конечно, не менее, чем на 6,5 КВт, чтобы и холодильник не потёк, и кондиционер (или электрообогреватель) продолжал работать, и на электроинструменты, телевизоры, компьютеры хватало. 6,5 КВт – проверенный многолетним опытом необходимый и достаточный минимум мощности генератора для типового частного дома. Будьте готовы к тому, что вы приобретаете автомобиль, хотя и без колёс и без кабины, со всеми вытекающими последствиями. Как любой автомобиль, дизель-генератор требует надлежащего ухода и отношения. Отнеситесь к нему так же серьёзно и любовно, как к собственному автомобилю. И тогда он отплатит вам сторицей.

    Первая доработка вашего нового генератора будет очень простой. Обычно штатный топливный бак у генераторов невелик, поэтому либо запаситесь канистрами, чтобы доливать топливо по мере его выработки, либо сразу установите дополнительный резервный бак солидных размеров.

    В доме генератор не поставишь, кому же придёт в голову загонять в дом автомобиль? Но и во дворе, открытым всем ветрам и осадкам ставить его не по-хозяйски. Сразу подумайте о навесе, а ещё лучше — «микрогараже» для генератора. Особенно, если вы проживаете в климатической зоне, далёкой от субтропиков. Завести мотор генератора зимой при минус двадцати не менее сложно, чем завести любой другой автомобиль, так что сразу с лета подумайте о системе автономного предпускового подогрева. Вариантов такого подогрева бездна, вы без труда подберёте подходящий из собственного арсенала или из зимних средств и уловок опытных автомобилистов.

    Теперь о силовом кабеле, который пойдёт от генератора в дом. Понятно, что он должен выдерживать без нагрева нагрузку в 6,5 КВт. Понятно, что у него должен быть и резервный запас прочности. Но и переплачивать за слишком толстый кабель смысла нет. Посмотрите, какого сечения провод от электросчётчика до главной распределительной дозы – и дальше танцуйте от этого. Сечение силовых токопроводящих жил кабеля не должно быть меньше, чем сечение жил главного провода домашней сети. Но и нет необходимости, чтобы оно было намного больше.

    Ни в коем случае не подключайте генератор в ближайшую розетку ближайшей комнаты! Угробите проводку, устроите короткое замыкание, а то и пожар! Розетки в комнатах и проводка к ним обычно не рассчитаны на мощность, которую будет выдавать генератор. Изоляция оплавится, провода замкнут, и вы получите в подарок целый букет новых проблем. Точка подключения генератора – та самая главная распределительная доза, куда заходит силовой провод от электросчётчика и откуда идёт разводка ко всем комнатам и всем домашним потребителям.

    Теперь главное: как не устроить массовое убийство всем домашним электроприборам в случае, если при включённом генераторе вдруг появится ток, восстановится штатное энергоснабжение? Понятно, что такую возможность надо отсечь изначально. Самое простое – отключить автоматы на счётчике, а потом включить питание от генератора. Возврат – в обратном порядке. Но это – опасно, поскольку рано или поздно сработает человеческий фактор, и вы сами или ваши близкие случайно перепутаете порядок включения – выключения.

    Конечно, есть бесчисленное множество автоматических устройств переключения питания. Но они, как любая автоматика, могут отказать в самый неподходящий момент. И рано или поздно обязательно отказывают. И последствия этого отказа бывают самыми непредсказуемыми. Поэтому старый добрый рубильник – именно то, что вам нужно. Ручка вверх – ноль и фаза внешней сети подаются на домашнюю разводку, ноль и фаза генератора отключены. Ручка вниз – внешняя сеть полностью отключена, ноль и фаза генератора запитывают домашнюю сеть. Конечно, ноль и фаза от сети и от генератора для домашней разводки не должны меняться местами. Поэтому, перед подключением, запускаем ненадолго генератор и обычной фазной отвёрткой-индикатором определяем ноль и фазу в кабеле генератора. Соответственно и производим подключение к рубильнику. Рубильник устанавливаем поближе к главной дозе, повыше под потолок, чтобы дети не достали. К примеру, как подключить генератор ЭА7000А, показано на рисунке.

    И последнее, о чём хочу напомнить. Помните, что генератор – это автомобиль. Помните, что двигателю машины сразу после завода нельзя давать полную нагрузку – нужно его несколько минут прогреть. То же и с генератором: не врубайте рубильник сразу же после того, как завели генератор! Обязательно дайте ему прогреться на холостых оборотах. Тогда он будет служить вам долго и безотказно.

    Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

    podvi.ru

    Схема подключения резервного генератора к частному дому

    Приветствую вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info!

    В этой статье мы рассмотрим основные схемы подключения резервного генератора при резервировании электроснабжения в частном доме. Рассмотрим варианты для однофазной и трехфазной сети.

    Для подключения резервного генератора  в домашнюю электрическую сеть .применяется реверсивный рубильник. Его еще также называют перекидным.

    Особенность такого рубильника заключается в том, что он имеет три положения:

    I Одна из групп контактов замкнута. К ней обычно подключается основная питающая сеть.

    O Обе группы контактов разомкнуты

    II Вторая группа контактов замкнута. К ней подключается резервный генератор.

    В случае трехфазной питающей сети при резервировании электроснабжения самые распространенные варианты:

    1. Подключение трехфазного резервного генератора.

    В этом случае при переключении реверсивного рубильника в положение II, все потребители отключаются от внешней питающей сети и подключаются к генератору, происходит своего рода замещение трехфазной внешней сети трехфазным напряжением от генератора.

     2. Подключение однофазного генератора в трехфазную сеть.

    В этом случае у нас получается «квази» трехфазная сеть — мы запараллеливаем фазу от генератора и подаем ее в остальные две фазы нашей домашней сети.

    При такой схеме надо грамотно выбирать мощность генератора, организовывать его обвязку и ограничивать количество и мощность потребителей в домашней сети. Подробно этот вопрос я раскрыл в видео (смотрите внизу статьи).

    Если у нас однофазная питающая сеть, то при резервировании электроснабжения схема подключения генератора будет такая:

    Как видно на схеме, путем переключения контактов реверсивного рубильника, внешняя питающая сеть замещается резервным генератором.

    Схемы подключения резервного генератора к дому

    elektrik-sam.info

    как подключить генератор к частному дому

       Подключение электрогенератора очень ответственная часть установки резервного источника питания. От того, насколько правильно и по какой схеме будет подключена электростанция будет зависеть сколько генераторная установка проработает в будущем. Ниже мы разберем несколько важных вопросов, которые задает себе каждый, задумывая установить электрогенератор в свой частный дом.

    Смогу ли я это сделать?

    Если Вы инженер-электрик, то ответ скорее положительный. Однако, если Вы просто немного понимаете в электрике, то скорее всего нет, ответ отрицательный даже если Вы электрик. Не достаточно быть просто электриком, нужно так же понимать процессы, протекающие при работе электростанции, иначе вся схема не заработает, или того хуже испортится.

    Существует ли специальная инструкция по подключению генератора?

    Нет, не существует. Давайте представим ситуацию. Вы хотите подключить электростанцию к домашней сети со стабилизатором, электрогенератор трехфазный, а Ваш частный дом полностью с однофазной сетью. Конечно Вы бы такой не выбрали, зная простые правила но всё же. Так вот, чтобы подключить необходимые потребители (свет, холодильник, ТВ) нужно учесть целую тонну нюансов, которые в инструкции не пропишешь.

    Из чего состоит монтаж?

    Чтобы понять, что можно сделать самому при подключении электрогенератора на Вашей даче, а что стоит оставить профессионалам, разделим это понятие на составляющие.

    1. Подготовительная часть( прокладка кабелей, проведение монтажных работ и т.д.)
    2. Пуско-наладка (непосредственное подключение в щиток, тестирование и запуск агрегата, имитация пропадания сети).

    Как сделать подключение генератора дешевле?

    Совершенно нормальное желание любого рачительного хозяина частного дома -сэкономить. Сделать это просто. Всю сложную электрическую часть оставьте инженеру, а все остальное сделайте сами. Все остальное-это земляные работы, прокладка кабеля, дырки в стенах, такелажные работы. Оставьте инженеру только «концы» кабелей, и стоимость станет существенно дешевле.

    Ниже приведена таблица основных потребителей домашней сети.

    Таблица потребителей электроэнергии.

    Наименование прибораПотребляемая мощность, ВтПусковые токи

    Лампа освещения

    15-25 нет
    Холодильник, однокомпрессорный250двукратные, на момент пуска
    Телевизор, ЖК200нет
    Насос скважинный1000-3000двукратные, на момент пуска
    Насос фекальный550двукратные, на момент пуска
    Бойлер, электрический1000-6000нет
    Компьютер350нет
    Циркуляционный насос 250-300двукратные, на момент пуска
    Обогреватель, масляный1000-2000нет

    Подключение генератора к сети дома

    Перебои с электричеством – явление в частном секторе достаточно распространенное, поэтому запасной источник энергии никогда не помешает. В данной статье мы поговорим о том, как правильно подключить генератор (примеры моделей FUBAG TI 2600, Hyundai HHY3000FE, Champion GG951DC) к сети дома.

    Расчет допустимой нагрузки

    Выбирая генератор, следует рассчитать нагрузку, которой он будет подвергаться. Во внимание должна приниматься не только номинальная мощность всех подключаемых электроприборов, а и пусковые броски тока с возможным повышением потребления.

    Для каждой группы предусмотрен собственный коэффициент, на который нужно умножить номинальную мощность устройства.

    • Бытовая техника (холодильник, телевизор и др.) – от 1,2 до 1,5.
    • Обогреватели и лампы накаливания – 1.
    • Мощное оборудование (станок, трансформатор, насос и др.) – 3.
    • Ручные инструменты (электродрель, лобзик, УШМ и др.) – от 1,5 до 2.

    Если сумма величин превышает допустимую мощность генератора, от использования какого-то прибора придется отказаться. Даже короткие перегрузки очень вредны. При этом генератору противопоказаны и постоянные малые нагрузки (меньше 30% от номинала). Эксплуатация «вполсилы» негативно влияет на его работоспособность.

    Способы подключения

    Некоторые любители простых решений подключаются к электросети с помощью переходника «вилка-вилка». Один конец вставляется в розетку, другой – в генератор. Проблема заключается в том, что при возвращении электричества источник энергии или присоединенные к нему приборы могут элементарно выйти из строя. Если нет желания так рисковать, от подобного «легкого» решения лучше воздержаться. Различают два основных способа подключения генератора к домашней сети:

    • через перекидной рубильник;
    • с использованием блока автоматического управления.

    Применение АВР

    Желающие не заморачиваться каждый раз с подключением генератора могут установить блок автоматического управления. Как только электричество пропадает, система АВР самостоятельно активизирует источник энергии. Блок подключается к электрощиту. С генератором он соединяется кабелем.

    Следует отметить, что большинство специалистов считают покупку АВР нецелесообразной тратой денег, так как автоматическое включение все равно требует контроля наблюдателя. Приобретение подобного блока оправдано экономически только в случаях с мощными генераторами, оснащенными микропроцессорными системами управления.

    Подключение через перекидной рубильник

    Наиболее распространенным способом подключения генератора к сети дома является использование перекидного рубильника (пакетного переключателя). Его мощность должна быть не меньше 1,5 от показателя максимального тока нагрузки.

    Особое внимание следует уделить заземлению, так как любые ошибки здесь чреваты коротким замыканием с самыми тяжелыми последствиями. Потенциал, возникающий на корпусе в случае работы без заземления, опасен не только для электроники, но и для человеческой жизни. Включение генератора, подсоединенного к сети через пакетный переключатель, осуществляется следующим образом:

    1. Вводной автоматический выключатель отключается.
    2. Перекидной рубильник переключается на сеть генератора.
    3. Автоматические выключатели нагрузки отключаются.
    4. Кабель пакетного переключателя подсоединяется к генератору.
    5. Генератор запускается и прогревается.
    6. Подается питание на рубильник.
    7. Автоматические выключатели нагрузки включаются.

    Как только в сети снова появится электричество, генератор следует отключить, выполнив вышеуказанные действия в обратной последовательности.

    Схема подключения генератора к сети своими руками: через реверсивный переключатель, автоматическое переключение линии | Эксперт по ремонту

    Концепция частных домов основана на максимальной независимости. Электричество не является исключением. Большинство владельцев частных строений начинают задумываться о резерве электроэнергии из альтернативных источников.

    Отсутствие электричества или регулярные сбои в подаче вынуждают многих владельцев частных домов и дач предусматривать резервное питание. Однако встает вопрос правильного подключения генератора к домашней сети. В первую очередь стоит безопасность. Необходимо четко понимать, что допустимо, а что категорически запрещено.

    Основные ошибки

    Существует ряд ошибок, которые допускают неопытные «электрики».

    Нельзя подключать мини-электростанцию к домашней розетке, когда автоматы в щитке  ввода отключены. При редких перебоях в электроэнергии становится традицией «подкидывать» кабель бензогенератора к ближайшему разъему через штепсель. Большинство рассуждают: зачем обустраивать резервный ввод, если свет пропадает 2-3 раза за год. Русский человек живет по принципу: мужик не перекреститься пока гром не грянет. Электрики не рекомендуют даже задумываться о подключении генератора через розетку по следующим причинам:

    • В линии отсутствует отдельный автомат.
    • Розеточная группа не способна принять магистральную нагрузку.
    • Срабатывает человеческий фактор: владельцы забывают отключить вводной автомат, что приводит к перегрузкам, срабатыванию защиты.
    • Существует вероятность «встречки»: электричество начинает поступать с общей сети при работающем генераторе. Агрегат выходит из строя.
    • Не стоит пренебрегать комфортной и надежной системой эксплуатации узла. Лучше изучить схемы подключения генератора к домашней сети и подобрать оптимальный вариант. Это позволит сохранить оборудование и электросеть.

    Генератор должен иметь мощность несколько раз меньше пропускной способности проводки. К примеру, значение для розетки – 3,5 кВт. В противном случае возникает перегрев, короткое замыкание и пожар. При включении автомата возобновиться питание, а резервный источник сломается.

    Однако в некоторых случаях подключение генератора через розетку возможно. Если мини-станция соответствует по мощности, то ее можно подключить к распределительному щитку к контактам рубильника, но со стороны генератора. Лучшим вариантом будет, если к нему подключить сперва удлинитель, а только потом нужные приборы. Это исключит связь резервного источника с домашней сетью.

    На даче и в загородном доме при постоянных отключениях основного источника резерв подключают через перекидной рубильник, системы автоматического запуска или реверсивный переключатель.

    Оборудование для монтажа

    Для подключения электрогенератора к электросети дома не потребуется много оборудования. Достаточно определить место расположения агрегата, обеспечить шумоизоляцию и вентиляцию в соответствии с нормами. Скорее всего, в помещении придется сделать цементно-песчаную стяжку для снижения вибрации.

    Рассматривать монтаж мобильных генераторов до 2 кВт не имеет смысла. Они не могут полноценно обеспечить дом электричеством. К тому же они мобильны и не требует специальных условий месторасположения.

    Опишем установку электрогенератора с мощностью от 2 кВт. Для организации резервной сети электропитания потребуется:

    • Медный кабель с сечением от 4 кв. мм для организации отдельного ввода. Длина должна соответствовать расстоянию между вводным устройством и месторасположением генераторного агрегата.
    • Модульный перекидной рубильник, который можно зафиксировать на DIN-рейке 35 мм. Среди недорогих моделей хорошо зарекомендовал TDM-63, а более надежными являются ABB, Hager.

    Уделить внимание следует заземлению, так как подсоединение должно соответствовать ПУЭ. Другими словами перед подключением резерва необходимо организовать систему заземления TN-C-S или ТТ.

    Дифзащита на выходе генератора не будет лишней. Даже при двухпроводном типе разводки заземление генерирующего устройства никто не отменял.

    Подбор электрогенератора

    Домашняя электростанция представляет собой двигатель внутреннего сгорания и вращающийся генератор, который вырабатывает электроэнергию. Наиболее распространены четырехтактные модели с максимальной частотой 3 тыс. оборотов. Объем топливного бака в бытовых моделях – 10-15 литров. Основной критерий выбора должна быть область использования. Генераторы могут выступать основным источником энергии, но чаще – это резерв при аварийной ситуации.

    При выборе стоит обратить внимание на некоторые параметры:

    • моторесурс;
    • мощность;
    • экономичность;
    • удобство.

    При подключении важно обеспечить слаженную работу 3 элементов:

    • домашней сети – потребителя;
    • централизованной цепи подачи;
    • кабеля от резерва.

    Перед подключением определяются со следующими моментами:

    • безопасное и экономичное расположение электрогенератора;
    • частота сбоев подачи электроэнергии в общей сети, необходимость в автоматики;
    • рассчитанная мощность потребления с учетом запаса и потерь.

    Требуется обеспечить подходящую схему подключения.

    Автоматизация электрификации требует много финансовых вложений и регулярного квалифицированного обслуживания. Для индивидуального дома щадящим режимом будет ручное подключение. Есть смысл в использовании частичной автоматизации в форма полуавтоматов – их стоимость не высока. Однако при любом выборе систему необходимо периодически контролировать.

    Непрерывна подача энергии стоит достаточно дорого, частный дом редко нуждается в подобном обеспечении. На важные потребители электроэнергии, такие как компьютер, можно подключить бесперебойный источник питания.

    В первую очередь необходимо рассчитать мощность потребляемой энергии. Она является суммой мощностей нагрузок, которые запланировано подключить. Дополнительно прибавляют запас в размере 30% от суммарного значения. Это требуется для учета пусковых токов двигателей бытовой техники, которые в 2-3 раза превышают допустимых. По расчетной мощности можно выбирать агрегат.

    Пример расчета. В доме установлена стиральная машина 2 кВт, холодильник – 0,5 кВт, электроплита – 3 кВт, общее освещение – 0,5 кВт, телевизор компьютер – 0,5 кВт. Суммарная мощность составляет 6,5 кВт, но при учете запаса расчетное значение повысится до 8,5 кВт.

    Генератор негативно реагирует на отсутствие нагрузки. Постоянно потребление должно быть меньше максимум на 30% от наибольшего номинального значения. При минимальном потреблении необходимо использовать компактные модели с мощностью 2-3кВт на время отсутствия электроэнергии в основной сети.

    Схема подключения к домашней сети бензинового генератора должна быть наиболее простой. Главное, чтобы она была правильной и позволяла обеспечить агрегат требуемой нагрузкой.

    Схема подключения генератора к сети своими руками: через реверсивный переключатель, автоматическое переключение линии

    Виды генераторов

    Бытовыми источниками энергии могут быть различные типы генераторов, но наиболее востребованными являются бензиновые. Они обладают следующими особенностями:

    • широкий диапазон цен;
    • мощность 0,8-12 кВт;
    • небольшие размеры;
    • существуют стационарные и мобильные модели;
    • существуют однофазные и трехфазные;
    • используется четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.

    При выборе схемы подключения необходимо учитывать способ охлаждения ДВС, что в свою очередь зависит от времени и частоты работы. Наиболее часто модели оснащены воздушными радиаторами. Промышленные модели способны работать длительное время, так как в них предусмотрено жидкостное охлаждение. Это увеличивает габаритные размеры, но повышает экономичность.

    Дизель-генераторы используются реже в домашних сетях, так как их стоимость выше. Однако их использование обосновано большим ресурсом.

    Типы электрогенераторов

    Существует несколько типов электрогенераторов:

    • Асинхронные. Имеют простую и надежную конструкцию. Все узлы полностью защищены от влаги и пыли. Устройства лучше использовать для активных нагрузок. Асинхронные генераторы не рекомендуют использовать для питания электродвигателя.
    • Синхронные. Они не содержат перечисленных недостатков асинхронных генераторов. Также они способны более точно поддерживать напряжение. Отдавать предпочтение следует бесщеточную конструкцию с лучшими характеристиками тока и меньшими радиопомехами. У инвентарных моделей меньшая мощность и выше стоимость. Однофазные имеют хуже характеристики, особенно недорогие. Немного лучше трехфазные генераторы. Вторым недостатком считается высокая стоимость и более низкая надежность.

    Однофазные и трехфазные

    Если в доме нет трехфазных потребителей, то лучше установить более простую модель для рационального использования мощности. Подключить самостоятельно однофазный генератор намного проще. Стоимость трехфазных агрегатов выше, а сам генератор должен быть равномерно нагружен по трем нагрузкам равномерно. Выход из строя происходит при превышении разницы на 25%. В качестве резервного источника однофазный генератор предпочтительнее при любых выходах.

    Схема подключения генератора к сети своими руками: через реверсивный переключатель, автоматическое переключение линии

    Схема подключения

    Существует несколько способов использования дополнительного источника питания:

    • Подключение по отдельной схеме резерва к выделенной группе.
    • Использование трехпозиционного переключателя или перекидного рубильника. Для запитки всей цепи делаются перемычки со стороны генератора на входе. Единственный минус – трехфазные потребители не работают.
    • Монтаж двух контактов для питания от резервного источника и городской сети. Метод применяется при АВР. Со стороны резерва обязательно делают перемычки.

    Трехфазный генератор подключают к трехфазной сети при наличии электроприемника. Примером может быть электродвигатель станков.

    Схема подключения генератора к сети своими руками: через реверсивный переключатель, автоматическое переключение линии

    Автозапуск генератора

    Полноценным методом переключения нагрузки подразумевает использование АВР. В системе есть электростартер. Устройство автозапуска начинает контролировать внешнюю сеть после подачи питания на него. Перед подключением генератора автоматика ждет около 10 секунд после исчезновения напряжения. Далее внешняя сеть полностью изолируется и запускается дизель-генератор. Для полного набора оборотов требуется около 20 секунд, после чего организуется подключение к домашней сети. После восстановления работы внешней сети резерв отключается, а домашняя сеть начинает работать в привычно режиме. Только после этого двигатель генератора глушится.

    Схема предполагает наличие у генератора системы остановки двигателя и стартера. При наличии большого опыта можно организовать ее самостоятельно, но это хлопотно. Вопрос можно решить двумя способами:

    • С электрогенератором приобрести комплектный блок управления. Его подключают по указанной с инструкции схеме. Он не только будет регулировать запуск и остановку, но и частоту оборотов, то есть итоговую мощность.
    • Устройства АВР, в которых есть компоненты, устанавливающиеся на генератор в качестве дополнительного оборудования для управления дроссельной заслонкой и стартером.
    Комплекты имеют защиту по току и страхуют от перенапряжения и утечек. Монтаж заключается в подсоединении проводов потребителя и ввода на коммутирующие приборы.
    Схема подключения генератора к сети своими руками: через реверсивный переключатель, автоматическое переключение линии

    Использование генератора с АВР дорогостоящее, но удобное решение.

    Использование перекидного рубильника

    Расположение щита с ВРУ в легкодоступном месте может оказаться камнем преткновения для домовладельцев. Есть смысл использования автоматического устройства переключения. Реализация метода не сложнее проходного выключателя. Потребуются два модульных контакта, количество контактных пар соответствует необходимому числу, и пара нормально замкнутых и разомкнутых контактов. В обычном режиме городская сеть будет на подхвате включенного контактора. Если в общей сети электричество пропадает, то контакты отбрасывает и пара контактов замыкается, что приводит в действие другие контакты, ответственных за резерв.

    Рубильник помогает обособить схемы источников питания – крайний контакт рубильника подключают к вводу электросети и кабелю электростанции, а средний – к потребителю. Хорошо, если в рубильнике будет промежуточное нейтральное положение. Исходным положением будет подключение главной сети. Но при переключении электропитание начинает идти с генератора.

    Старые модели рубильников отличаются открытыми токоведущими частями и искрением. В современных моделях предусмотрен защитный кожух, который прячет подвижные части.

    Переключатель закрепляют в щитке управления так, чтобы исходным положением была работа основной сети. При падении напряжения переключатель становиться в нейтральное положение, после чего запускается генератор. Он должен прогреться и только после подключиться к домашней нагрузке.

    Целесообразно установить временное реле, которое начнет подачу электропитания через пару минут после запуска генератора. Это требуется для прогрева оборудования. Резервный контактор должен питаться через коммуникатор главного ввода, точнее его нормально замкнутый контакт.

    При возобновлении общего энергоснабжения первый контакт включается и размыкает цепь, запутывающую второй ввод. Подобная схема с натягом называется автоматической, так как пуск все же осуществляется под человеческим контролем.

    Подключение нагрузки

    Чаще всего генератор не способен обеспечить полную потребность домашней сети. Он используется на основные потребители – часть бытовых приборов и освещение. Следует рассмотреть переоборудование проводки, чтобы исключить множества переключателей. Как правило, организуют одну отдельную линию для дежурного освещения и вторую – к розеткам компьютера, холодильника и телевизора. В щиток монтируют клеммник для подключения выхода генератора.

    Реверсивный переключатель

    Используют реверсивный рубильник для переключения источников питания. В устройстве ручка имеет три положения для замыкания и размыкания цепи, среднее положение для размыкания всех контактов. На даче или в частном доме с небольшим потреблением можно использовать однофазную схему подключения к домашней сети резервного источника. В щитке должны быть индикаторные лампы для сигнализации включения генератора или сети.

    Схема подключения генератора к сети своими руками: через реверсивный переключатель, автоматическое переключение линии

    Традиционно нижние контакты используют для нагрузки, а с противоположной стороны подключают вводы.

    Трёхпозиционный переключатель не имеет теплового или электромагнитного разъединителя. По этой причине каждый ввод должен быть подстрахован автоматом, который срабатывает при превышении допустимой нагрузки.

    Этапы подключения генератора по схеме с пакетным переключателем:

    • Автомат ввода отключить.
    • Рукоятку переключателя установить на сеть генераторной установки.
    • Автомат нагрузки отключить.
    • Соединить кабель ручного переключателя к розетки генератора.
    • Запустить генератор, позволить прогреться пару минут.
    • Подать питание на рубильник.
    •  Автоматы нагрузки включить.

    После появления электроэнергии в основной сети агрегат отключают от нагрузки, используя обратную последовательность.

    Если достойное перекидное устройство отсутствует, то его делают из двух двухполюсных однотипных автоматов. Они должны быть установлены на одном уровне. Один из них крепят перевернутым, но чтобы клавиши были на одном уровне и фиксируют стальным штифтом.

    Система АВР

    Организация автоматического запуска стоит значительно больше ручного. Однако внешний контроль она не отменяет – запуск ДВС подразумевает управление дроссельной заслонкой. Как и ранее отмечалось, двигатель после пуска необходимо прогреть. Некоторые хозяева используют частичную автоматизацию – основное питание подключено через контактор. При отключении входа он размыкается. На следующем этапе требуется запустить вручную генератор. В нем встроено реле для прогрева и автоматического перехода домашней сети на резервный источник. При появлении электричества в основной сети контактор отключается, а нагрузка идет на общую сеть. При полной автоматизации электроснабжения резерв имеет микропроцессорное регулирование работы генератора.

    Подключение генератора

    Генератор должен быть хорошо защищен от влаги. Для этого используют отдельное помещение или навес. При монтаже в помещении обязательно предусматривают отвод выхлопа газа. Электрогенератор устанавливают после счетчика, в противном случае придется платить за выработанную самостоятельно энергию. Резервный источник может быть подпиткой во время пиковых нагрузок. Необходимо правильно подобрать схему монтажа, чтобы исключить необоснованных трат.

    Нестабильная подача электроэнергии приводит к проблеме – как подключить генератор к домашней сети. Выбирать следует простые и безопасные схемы. Удобным источником энергии станет генератор с ДВС. Оборудование легко перевозить  и использовать, его стоимость не высока. Для правильного подбора оптимальной схемы потребуется узнать особенности устройства, переключающего оборудования.

    ==========================

    Спасибо Вам, за Ваш лайк! Для Вас он ничего не стоит, а нас вдохновляет на новые интересные статьи!

    Эксперт по ремонту — подписывайтесь на наш блог!

    источник — https://www.expertporemontu.ru/shema-podklucheniya-generatora-k-seti-doma-svoimi-rukami-430

    Поколение

    : Подключение генератора к электросети

    Подключение распределенного производства к электросети

    Начало работы

    Если вы думаете об установке нового генератора (например, солнечных панелей, ветряных турбин) в электрическую сеть, он будет должны быть подключены к нашей сети либо через ваш существующий источник питания, либо через новое подключение к электросети.

    На нашем веб-сайте мы разместили много полезной информации и даже короткое видео, чтобы немного подробнее рассказать о процессе.

    Понимание процесса подключения

    Существует три отдельных руководства по подключению распределенного поколения, наша блок-схема поможет вам выбрать наиболее подходящее руководство для ваших требований.

    Узнать больше

    Тепловые карты

    Чтобы начать работу, наши лучшие в отрасли тепловые карты дадут вам лучшее представление о сети и потенциальных возможностях подключения, прежде чем подавать заявку на подключение.

    Узнать больше

    Бланки заявок и руководства

    Все наши формы в формате PDF и загружаемые руководства в одном месте.

    Узнать больше

    Контакты распределенного поколения

    Конечно, если вы предпочитаете обсудить свой проект до подачи заявки, воспользуйтесь этой страницей, чтобы связаться с вами.

    Узнать больше

    Гибкие подключения и принципы политики доступа

    В некоторых областях сети невозможно подключить дополнительные объемы генерации или накопления энергии без превышения сетевых ограничений. Эти области потребуют значительных модификаций сети или усиления восходящего потока для неограниченного размещения новых соединений.Это часто является недопустимым для разработчиков либо из-за затрат на подкрепление, либо из-за сроков подключения.

    Гибкие подключения упрощают подключение неформальных сетей к ограниченным областям сети. Наш программный документ ESDD-01-009: Гибкие соединения и принципы доступа охватывает коммерческие принципы и описывает высокоуровневые технические механизмы / методы, используемые для создания ряда решений гибких соединений.

    Эти решения предназначены для целого ряда сетевых требований, от оборудования, расположенного только на подстанции клиента, до расширенного автономного управления обширными областями сети с помощью активного управления сетью (ANM).В дополнение к существующим областям ANM мы намерены развернуть две новые географические области в качестве Зон с поддержкой ANM. Дамфрис и Галлоуэй, а также Северный и Средний Уэльс были определены для управления высоким проникновением встроенной генерации в этих областях.

    Кроме того, ниже перечислены будущие области, которые были определены вместе с их прогнозным годом для развертывания:

    Распределение SP

    Область GPS Год прогноза для развертывания
    Dumfries & Galloway Chapelcross 2019/20
    Coylton 2019/20
    Dumfries 2019/20
    Glenluce 2019/20
    Maybole 2019/20
    Ньютон Стюарт 2019/20
    Тонгленд 2019/20
    Glenlee 2019/20
    Kendoon 2019/20
    Carsfad 2019/20
    Earlstoun 2019/20
    Границы 900 54 Berwick ANM включен
    Dunbar ANM включен
    Ayrshire Kilmarnock South 2020/21
    Kilmarnock Town 2020/21
    Devolmoor 2020/21
    Saltcoats 2020/21
    Lanarkshire Linmill 2021/22
    Файф Cupar 2021/22
    Glennistoun Glennistoun 2020/21
    Leven 2020/21
    Redhouse 2020/21

    SP Manweb

    GSP Group BSP Прогнозируемый год для развертывания
    Pentir Bangor 2019/20
    Caer narfon 2019/20
    Trawsfynydd Four Cross 2019/20
    Maentwrog 2019/20
    Wylfa Amlwch 2019/20
    Caergeiliog 2019/20

    Решение проблемы инерции сети возобновляемых источников энергии

    Джеффа Ст.Джон
    07 августа 2020

    Одна из самых сложных задач сети 100% возобновляемых источников энергии состоит в том, как заменить инерционную стабильность, обеспечиваемую вращающимися генераторами, для обслуживания которых построена современная сеть.

    Кинетическая энергия этих массивных вращающихся машин работает как амортизатор, предотвращая слишком быстрое падение частоты сети, когда спрос превышает предложение, или слишком быстрое повышение, когда предложение превышает спрос. Без этой стабилизирующей силы электрические сети могут столкнуться с повышенным риском отклонений частоты, которые могут привести к отключению генераторов или вызвать каскадные отключения электроэнергии, такие как отключение электроэнергии в 2003 году, от которого пострадали около 50 миллионов человек на северо-востоке США.С. и канадская провинция Онтарио.

    Солнечные панели, ветряные турбины и батареи, напротив, используют инверторы и силовую электронику для преобразования выходного постоянного тока (DC) в переменный (AC) с частотой сети, к которой они подключены, 60 или 50 Гц. . Хотя эти инверторы могут почти мгновенно реагировать на изменение частоты сети, им не хватает инерционного подключения к электросети, что делает вращающиеся генераторы столь ценными в качестве стабилизаторов.

    Настройка инверторов для увеличения или имитации инерционной стабильности является сложной технической задачей.«Мы спроектировали и контролировали систему, чтобы воспользоваться преимуществами характеристик синхронных генераторов», — пояснил Дэниел Брукс, вице-президент по интегрированным сетям и энергетическим системам в Исследовательском институте электроэнергетики.

    «Когда вы начинаете заменять эти синхронные генераторы ресурсами на базе силовой электроники и инвертора, теперь у вас возникает проблема с тем, как вы управляете сетью из соображений надежности, потому что инверторы имеют совершенно другой набор характеристик. и возможности.”

    Достижение 100-процентных целей в области возобновляемых источников энергии, поставленных сегодня во многих штатах и ​​странах, в конечном итоге заставит коммунальные предприятия, сетевых операторов и регулирующие органы решить эту проблему. Но многие ветроэнергетические сети уже начинают сталкиваться с этой проблемой и находят решения.

    Первичная частотная характеристика и «синтетическая инерция»

    Расширенные возможности инвертора уже удовлетворяют важные потребности в надежности сети, например, в ветровой и солнечной передающей системе оператора энергосистемы Техаса ERCOT.«ERCOT осознал, что количество ветра, попадающего в его систему, вытесняет синхронные генераторы центральной станции, и стало беспокоиться о стабильности частоты», — сказал Брукс. В худшем случае, например, когда несколько электростанций будут вынуждены отключиться одновременно, это может поставить под угрозу всю систему.

    Таким образом, в 2012 году ERCOT начал требовать, чтобы все новые соединяющиеся генераторы, включая ветряные и солнечные электростанции, были способны обеспечивать «первичную частотную характеристику» или иметь возможность немедленно увеличивать или уменьшать реальную выходную мощность для стабилизации частоты.«Если у вас есть энергия за инвертором, она мгновенно подаст в систему. Это не то же самое, что инерция … но имеет тот же эффект уравновешивания дисбаланса спроса и предложения ».

    Результатом, согласно презентации ERCOT 2018 года, стало существенное улучшение его первичной частотной способности, а также снижение потребности во «вторичных» услугах регулирования частоты, предоставляемых батареями или быстро реагирующими ресурсами со стороны спроса.

    Канадский сетевой оператор Hydro-Québec TransÉnergie применил аналогичный подход к управлению своей ветроэнергетической системой, но использует термин «синтетическая инерция» для описания того, как ветряные электростанции должны реагировать на колебания частоты с 2010 года.«Они в основном смоделировали требования, имитирующие то, что может делать синхронный генератор», — сказал Брукс, хотя и с помощью того же фундаментального действия по увеличению выходной мощности для стабилизации событий пониженной частоты, которые ERCOT требует от своих генераторов.

    Отказ трансформатора в 2015 году, в результате которого было отключено около 1600 мегаватт выработки электроэнергии в энергосистеме Hydro-Québec мощностью 40 000 мегаватт, показал, что эта синтетическая инерционная способность способна стабилизировать частоту сети, как и можно ожидать от синхронных генераторов.Но это также выявило возможность «двойного падения» частоты от ветряных электростанций, восстанавливающихся после этого мгновенного ввода энергии, что привело к пересмотру требований.

    От синтетической к «виртуальной» инерции: инвертор, формирующий сеть.

    Все эти подходы разработаны для энергосистемы, первичная частота которой по-прежнему задается синхронными генераторами. Но что происходит, когда инверторные генераторы обеспечивают большую часть электроэнергии в сети?

    В теоретической конечной точке этого перехода генераторы на основе инверторов могут перейти от систем «следования за сетью», которые согласовывают свои операции с частотами, создаваемыми вращающимися генераторами, к системам «формирования сетки», которые активно создают частоту сетей, которые они используют. повторно обслуживаю.

    Так глобальный сетевой гигант Hitachi ABB Power Grids подошел к задаче, с которой столкнулся в проекте Dalrymple ESCRI (Хранение энергии для коммерческой интеграции возобновляемых источников энергии) в Южной Австралии. Аккумуляторная система мощностью 30 мегаватт / 8 мегаватт-часов находится на подстанции, обслуживающей несколько городов на полуострове, где также расположены ветряные электростанции мощностью около 90 мегаватт, с единственным подключением к материку. Батарея позволяет оператору сети электропередачи ElectraNet обеспечивать стабильность сети и предотвращать перебои в работе в случае удара молнии или других нарушений в работе линии.

    Проект ESCRI также может предоставлять свои услуги более крупной энергосистеме Южной Австралии, которая в 2017 году подверглась массовому отключению электроэнергии после того, как вызванные штормом неисправности привели к закрытию ветряных электростанций, что вынудило оператора энергосистемы AEMO потребовать от ветряных турбин изменить настройки управления на проехать через подобные ситуации в будущем. С тех пор в регионе были задействованы некоторые из крупнейших в мире аккумуляторных проектов, в том числе проект Tesla Hornsdale и система Solar River компании General Electric, чтобы обеспечить частотную поддержку для удаленных, ветровых и солнечных энергосетей.

    Но в отличие от этих аккумуляторных систем, следующих за сетью, ESCRI «пришлось применить подход, который не соответствовал принципам работы более крупных объединенных энергосистем», — пояснил Стивен Спроул, старший инженер Hitachi ABB Power Grids. Поскольку средний спрос на 5 мегаватт на полуострове намного меньше, чем 90 мегаватт ветра, обслуживающего его, «когда мы изолируемся от сети, мы должны немедленно отключить около половины ветряной электростанции», — сказал он.

    «Чтобы перейти от сети к этой изолированной формации, нам пришлось использовать ее в том, что мы называем режимом формирования сетки», — сказал он.Инвертор батареи ESCRI и система управления «виртуальной синхронной машиной» Hitachi ABB Power Grids устанавливают частоту и напряжение для электросети полуострова. В отличие от быстрой частотной характеристики, предоставляемой в Техасе и Квебеке, этот тип возможности формирования сети требует, чтобы инверторы действовали быстрее, чем измерительные устройства, способные распознавать условия сети и реагировать на них, как показано на рисунке ниже.

    В этом смысле система ESCRI действует как низковольтная микросеть, использующая собственные генераторы на основе инвертора.Hitachi ABB Power Grids имеет несколько удаленных микросетей, работающих по всему миру, и проект ESCRI «является хорошим примером того, как мы применили некоторые уроки автономных сетей к сетевым проектам», — сказал Спроул.

    Есть серьезные технические проблемы, связанные с интеграцией операций инвертора, формирующего сетку, в более крупную энергосистему, — отметил он. «Это компромисс. если он слишком десенсибилизирован, он недостаточно быстр, чтобы сформировать сетку, но если он слишком чувствителен, он всегда борется с сеткой ». Но проект ESCRI действительно демонстрирует, что свойства формирования сетки могут помочь в интеграции возобновляемых источников энергии.

    На некоторых ранних стадиях может быть замена синхронных конденсаторов, которые, по сути, представляют собой двигатели без питания, подключенные к сети, чтобы обеспечить стабильность напряжения для проектов возобновляемой энергетики, которым требуется подключение к электросетям для преодоления неисправностей. «Это старая технология, которая используется в новом приложении, но это большие безвозвратные затраты», — сказал он. Батарея, подключенная к инвертору, формирующему сеть, напротив, может также использовать накопленную мощность для различных услуг, обслуживающих сеть и приносящих доход, во многом так же, как это сделала система Dalrymple: «ESCRI почти окупился за пару лет. .«

    Инверторы, формирующие сетку, в масштабе передачи и распределения

    Как определить, как определить работу инвертора« формирование сети »в сравнении с« следованием за сетью », является предметом многочисленных споров среди инженеров по энергетическим системам, — сказал Брукс из EPRI.

    На высоком уровне разницу можно свести к следующему: «зависит ли ресурс инвертора от сильной сети, чтобы иметь возможность предоставлять свои услуги? Или он может … быть источником напряжения и частоты, даже когда есть помехи, которые вызывают очень низкое падение напряжения в сети? »

    Создание архитектуры моделирования и управления для использования инверторов, формирующих сетку, в более широких системах управления сетью, которые управляют несколькими электростанциями и другими ресурсами, стабилизирующими сеть, является технически сложной задачей, сказал он.Но это может быть очень полезно в условиях «слабой сети», например, в тех, с которыми сталкиваются сетевые операторы на участках своих систем передачи, где возобновляемая энергия превышает энергию, вырабатываемую традиционными генераторами.

    В течение последних двух лет EPRI работал с ERCOT и Southwest Power Pool, оператором сети, работающим на Среднем Западе США от Южной Дакоты до Оклахомы и Техасского попрошайничества, и владельцем передачи American Electric Power, чтобы определить, как Растущие ветряные электростанции региона могут помочь установить частоту и напряжение на напряженных участках сети.

    «В системе есть места, где, если вы подключаете инверторный ресурс, эти ресурсы потенциально могут вызвать нестабильность», потому что «они не могут установить сетевую частоту и напряжение при возникновении проблемы. ” Одно из решений «состоит в том, чтобы перенастроить запрограммированный отклик этих инверторов для поддержки этих систем, а не вызывать проблемы».

    В знак уважения к работе Hitachi ABB Power Grids над микросетями Брукс подчеркнул аналогичные усилия по привлечению инверторов для стабилизации низковольтных распределительных сетей.EPRI работает над финансируемым Министерством энергетики проектом под названием «Система энергоснабжения критически важной солнечной инфраструктуры», или «Утешение», построенного на концепции солнечного фотоэлектрического инвертора, формирующего сетку.

    Партнеры, в том числе Техасский университет в Остине, коммунальное предприятие Austin Energy, некоммерческая организация Pecan Street, производитель инверторов Yaskawa Solectria Solar и гигант сетевых технологий Schneider Electric, будут сотрудничать в проекте, который в конечном итоге будет нацелен на район Мюллера на крыше, оборудованный солнечными батареями и батареями в Остине. , Техас в качестве испытательного стенда.

    «Проект в основном направлен на то, как можно использовать распределенные ресурсы, в первую очередь ресурсы на основе инверторов, для повышения отказоустойчивости критически важной инфраструктуры системы», — сказал Брукс. По сути, это попытка воспроизвести автономную микросеть через управляемые электросетью распределительные цепи с использованием инверторов, формирующих сеть, чтобы обеспечить источник частоты и напряжения, чтобы поддерживать систему под напряжением во время более широких отключений.

    Та же самая система может быть использована для перезапуска сети, отметил он.Аналогичный проект британского сетевого оператора National Grid изучает потенциал распределенных энергоресурсов для оказания помощи в так называемых операциях с «черным стартом». Конечно, это взаимодействие приносит «дополнительную сложность, заключающуюся в том, чтобы убедиться, что предоставление этой услуги до основной системы не приводит к эксплуатационным проблемам в распределительной системе», таким как всплеск перегрузки по мощности, стабилизирующей частоту системы передачи. низковольтные цепи.

    Но с концептуальной точки зрения, мегаваттный инвертор, управляющий системой ESCRI, и инверторы гораздо меньшего размера, соединяющие солнечные системы на крыше с распределительной сетью, не сильно отличаются, отметил он.

    «Когда вы говорите о микросети или изолированной части системы … эти распределенные ресурсы в конечном итоге выглядят как массовые системные ресурсы».

    Как подключить гидроэлектростанцию ​​к сети?

    Не вдаваясь в сложную электрическую инженерию, стоящую за этим, есть два основных способа подключения гидроэлектростанции к сети: с помощью индукционного генератора с фиксированной частотой вращения или через инвертор, подключенный к сети.

    Индукционный генератор с фиксированной частотой вращения

    Это наиболее распространенный метод подключения к сети гидроэнергетических систем, который обычно используется для всех типов турбин, за исключением Архимедовых винтов, которые могут использовать этот метод, но также могут получить выгоду от использования инвертора, привязанного к сети, поскольку он позволяет работать с переменной скоростью.

    Асинхронный генератор с фиксированной скоростью по существу идентичен асинхронному двигателю, только он вращается со скоростью выше синхронной, потому что он толкается турбиной, а не толкает нагрузку.

    Индукционный генератор возбуждается сеткой, что означает, что магнитное поле, которое должно создаваться обмотками статора генератора, возбуждается сетью. Это имеет то преимущество, что по умолчанию вырабатываемая электроэнергия должна быть идеально синхронизирована с сетью, поскольку сеть обеспечивает возбуждение.Однако это означает, что при отключении электроэнергии возбуждение прекращается, и генератор перестает работать, поэтому во время отключения электроэнергии гидросистема отключится.

    Сетевой инвертор

    Инвертор — это силовое электронное устройство, которое может преобразовывать электричество постоянного тока в переменный. В гидроэнергетике фактически используются два инвертора в этом формате:

    Генератор> инвертор-выпрямитель> инвертор> сеть

    По сути, это делает генератор независимым от сети.Инвертор, подключенный к сети, «привязан» к сети, что фактически означает, что он возбуждается сетью аналогично индукционному генератору с фиксированной скоростью (хотя и с использованием силовой электроники и системы управления). Инвертор, подключенный к генератору, управляется системным контроллером, который позволяет ему работать в диапазоне напряжений и частот, и при этом генератор будет вращаться в диапазоне скоростей — отсюда и «переменная скорость». Хотя это означает, что электричество, вырабатываемое генератором, будет иметь переменное напряжение и частоту, которые полностью несовместимы с сетью, это не имеет значения, потому что промежуточный выпрямитель выпрямляет «грязный переменный ток» от генератора до сглаживания постоянного тока, а затем подключенный к сети инвертор вырабатывает идеально синхронизированное с сетью электричество переменного тока.

    Последовательность событий для подключения ГЭС к сети

    Следующая последовательность в целом применима к гидроэнергетическим системам с фиксированной и регулируемой скоростью:

    • Подача воды в гидросистему медленно открывается, турбина начинает вращаться.
    • По мере увеличения скорости потока через турбину генератор начинает возбуждать и вырабатывать электричество переменного тока, но при более низких напряжении и частоте, чем может принять сеть.
    • Система управления контролирует напряжение и частоту и регулирует скорость потока через турбину, чтобы она была такой же, как в сети.
    • В соответствии со спецификацией формы электрических сигналов генератора и сети должны быть синхронизированы, чтобы они были «синфазными»; это делается либо путем регулировки скорости потока на крошечную величину и ожидания, либо путем отвода небольшого количества генерируемой энергии на самосвальную нагрузку.
    • После синхронизации «контактор» замыкается (автоматически), который напрямую подключает генератор (или инвертор, подключенный к сети), и теперь он «подключен к сети».

    С этого момента гидросистема управляется потоком, имеющимся в реке, и будет вырабатывать как можно больше энергии из имеющегося потока.

    Очевидно, это довольно упрощенное объяснение, но процесс ясен. С технической точки зрения система регулируемой скорости работает немного иначе, но принцип тот же.

    Вернуться в Учебный центр Hydro

    Вы рассматриваете гидроэнергетический проект?

    Компания

    Renewables First имеет значительный опыт работы в качестве консультанта по гидроэнергетике и обладает всеми возможностями проекта, от первоначального технико-экономического обоснования до проектирования и установки системы.

    Первым шагом к развитию любого участка гидроэлектростанции является проведение полного технико-экономического обоснования.

    Свяжитесь с нами по поводу технико-экономического обоснования сегодня!

    По завершении вы поймете потенциал сайта и получите инструкции по дальнейшим шагам по развитию вашего проекта. Вы можете узнать больше о гидроэнергетике в нашем Учебном центре по гидроэнергетике.

    Сведите к минимуму ручную очистку вашего водозаборного экрана, максимизируйте финансовую отдачу вашей гидроэнергетической системы и защитите рыбу и угрей с помощью дорожных экранов GoFlo.Узнайте больше здесь.

    Руководство по подключению генераторов

    Наша миссия — поддержать и ускорить ваши усилия по подключению к энергосистеме SRP. SRP хочет обеспечить безопасное и надежное соединение вашего электрогенерирующего оборудования с электросетью. Независимо от того, являетесь ли вы заказчиком, впервые рассматривающим возможность присоединения, или опытным подрядчиком, который ищет подробные спецификации, вы найдете здесь полезную информацию, которая поможет вам узнать о вариантах присоединения, проведет вас через процесс подачи заявки и выполнит работу.

    SRP определяет распределенную генерацию как обычно небольшой (до 20 МВт) объект по производству электроэнергии, который предназначен для поддержки близлежащей связанной нагрузки. Распределенная генерация может использовать как возобновляемые (фотоэлектрические, ветряные, водные, сельскохозяйственные отходы и т. Д.), Так и невозобновляемые источники энергии (природный газ или другие ископаемые виды топлива для обычных двигателей, турбин и топливных элементов). Независимо от вида электрической мощности распределенной генерации (переменного или постоянного тока на различных уровнях напряжения), соединение должно соответствовать стандартам компании при подключении к электрической системе коммунального предприятия.

    SRP позволяет любому заказчику эксплуатировать генерирующее оборудование параллельно с электрической системой компании в соответствии с Техническими требованиями SRP для подключения генерирующих объектов к распределительной системе, Спецификациями электрических услуг SRP и Правилами и положениями SRP, при условии, что это не оказывает отрицательного воздействия на компанию другие клиенты, оборудование или персонал, или качество обслуживания. Некоторые защитные устройства (реле, автоматические выключатели и т. Д.)), если это указано компанией, должны быть установлены во всех местах, где заказчик желает использовать генерацию параллельно с системой компании.

    Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами по электронной почте.

    Ресурсы

    К началу

    Стратегия пресинхронного подключения к сети для виртуального синхронного генератора на основе виртуального импеданса

    Технология виртуального синхронного генератора (VSG) инвертора широко используется для обеспечения инерции и демпфирования для энергосистемы.Однако при подключении к сети виртуального синхронного генератора требуется дополнительное измерительное устройство PLL (контур фазовой автоподстройки частоты) для отслеживания фазы, амплитуды и частоты напряжения, что ограничивает гибкий выход системы распределенной выработки электроэнергии. Для решения этой проблемы предлагается метод сетевого управления виртуальным синхронным генератором на основе виртуального импеданса. Предполагается, что существует виртуальный обмен энергией между синхронной машиной и электросетью, когда виртуальный синхронный генератор отключен от сети, виртуальный импеданс создается для расчета виртуального тока, а когда виртуальный ток равен нулю, выходное напряжение VSG можно синхронизировать с напряжением электросети, тем самым беспрепятственно переключаясь между автономным и подключенным к сети VSG.Платформа полуфизического моделирования построена на базе RT-LAB; Результаты моделирования и экспериментов показывают, что предлагаемая стратегия управления синхронизацией сети VSG может обеспечить плавное преобразование между различными режимами VSG, что проще, чем обычное управление синхронизацией, при этом имея хорошие характеристики отслеживания активной и реактивной мощности.

    1. Введение

    В условиях быстрого экономического развития проблемы энергетического кризиса и загрязнения окружающей среды становятся все более актуальными.Традиционная ископаемая энергия дополняется или заменяется чистой энергией, что является важным средством обеспечения устойчивого развития в области энергетики. Распределенное производство электроэнергии постепенно стало новым способом производства электроэнергии и потребления возобновляемой энергии благодаря своим эффективным, гибким и дружественным характеристикам подключения к сети. Однако к сети подключено большое количество прерывистых и случайных распределенных источников питания, что значительно увеличивает сложность и сложность управления и контроля сети и оказывает большое влияние на безопасную, надежную и экономичную работу сети.Существующая распределенная система выработки электроэнергии использует силовые электронные устройства для интеграции в сеть, которая является более гибкой, чем традиционные системы выработки электроэнергии.

    Однако обычный инвертор, подключенный к сети, имеет высокую скорость отклика, почти не имеет момента инерции и его трудно участвовать в регулировании сети. Системы распределенной генерации не могут обеспечить необходимое напряжение и частоту для распределительной сети с распределенными источниками энергии, а также не могут обеспечить необходимый эффект демпфирования для относительно плохо стабильной микросети.

    Отсутствие механизма для эффективной «синхронизации» с распределительной сетью и микросетью влияет на удобную совместимость распределенной системы производства электроэнергии с существующей электросетью. Если подключенный к сети инвертор имеет внешние характеристики синхронного генератора, он неизбежно улучшит рабочие характеристики системы распределенной генерации и микросети с подключенным к сети инвертором. На основе этой идеи исследователи предложили технологию виртуального синхронного генератора (VSG) [1].За счет изменения внешних характеристик инвертора, подключенного к сети, и использования преимуществ синхронного генератора, что обеспечивает стабильную работу системы. В 2007 году концепция виртуальной синхронизации была впервые предложена европейским проектом VCYNC. Алгоритм синхронизатора был впервые предложен для реализации моделирования виртуального синхронного генератора [2]. В последние годы Китай также внес выдающийся вклад в повышение стабильности систем распределенной генерации с виртуальными синхронными генераторами [3].

    В настоящее время технология виртуального синхронного генератора вступила в практическую стадию. В 2016 году Государственная сетевая корпорация Китая преобразовала инвертор ветроэнергетической установки и фотоэлектрической системы выработки энергии в демонстрационном проекте по хранению и передаче энергии ветро-солнечной энергии в Чжанбэй, чтобы он стал крупнейшим демонстрационным проектом виртуальных синхронных генераторов в мире [4]. В том же году в китайско-сингапурском эко-городе Тяньцзинь был официально запущен фотоэлектрический виртуальный синхронный генератор, разработанный Китайским научно-исследовательским институтом электроэнергетики.Технические функции виртуального синхронного генератора в основном реализованы, и он вошел в фазу оптимизации с предварительной стадии разработки, но все еще есть возможности для дальнейших исследований на уровне системы, связанном с управлением переходными процессами, и на уровне приложений.

    Предложена стратегия управления самосинхронным инвертором VSG для реализации самосинхронизирующего подключения к сети VSG без нагрузки [5]. Изучен метод настройки частоты микросети на основе виртуального синхронного генератора для реализации различных режимов работы в автономном и сетевом режимах [6, 7].Фотовольтаика и накопители энергии интегрированы на основе технологии виртуальных синхронных генераторов, что обеспечивает безопасное рассеяние фотоэлектрической энергии [8, 9]. Исследован метод управления зарядом и разрядом блока постоянного тока виртуального синхронного генератора и дан оптимизированный метод управления состоянием заряда [10, 11]. Была предложена система, подключенная к сети ветроэнергетики, на основе виртуального синхронного генератора, в которой реализована цель дружественного подключения к сети с возможностью частотной характеристики [12].Во всех упомянутых выше литературных источниках исследуется технология применения виртуального синхронного генератора в существующей распределенной системе производства электроэнергии. Кроме того, применение технологии виртуальных синхронных генераторов для частотной модуляции, регулирования напряжения и устранения неисправностей обсуждалось в контексте работы микросетей [13, 14]. Метод зарядки электромобиля был предложен на основе технологии виртуального синхронного генератора в [15]. В [16] предложен новый метод плавного перехода на основе обобщенного интегратора второго порядка, обеспечивающий плавное переключение из изолированного режима в режим подключения к сети.Представлены подходы на основе одиночной ФАПЧ и множественной ФАПЧ, а благодаря стратегии пресинхронизации ФАПЧ амплитуда и фазовый угол напряжения до подключения к сети VSG одинаковы. Однако участие системы ФАПЧ в фиксации напряжения сети не только усложняет структуру управления, но и затрудняет обеспечение ее точности и надежности в условиях слабой сети [17–20].

    Эти результаты исследований основаны на тех же основных принципах на уровне стратегии управления инверторно-синхронным генератором, разница заключается в применении.Он может стабильно работать как в автономном, так и в подключенном к сети режимах работы, а переключение режима работы может быть реализовано без изменения конструкции контроллера. Однако время синхронизации автономного выключателя велико и не требует экспериментальной проверки.

    Таким образом, предлагается улучшенный метод подключения к сети виртуального синхронного генератора для решения проблемы, заключающейся в том, что дополнительное измерительное устройство в традиционном подключении к сети ограничивает гибкий выход системы распределенной генерации, избегая таких проблем, как нелинейность, медленный отклик и сложный дизайн параметров PLL, и реализовать более краткое и эффективное VSG плавное подключение к сети; Между тем, дается полуфизический метод проверки.

    Эта статья организована следующим образом. Эквивалентная модель виртуального синхронного генератора в сети представлена, принцип и уравнения проиллюстрированы и выведены в разделе 2. Предлагаемая стратегия управления синхронизацией виртуального управления инерцией на основе виртуального синхронного генератора представлена ​​в разделе 3. Моделирование проводится в разделе 3. MATLAB / Simulink для проверки достоверности предложенного метода в Разделе 4. В Разделе 5 была построена платформа аппаратного моделирования RT-LAB для проверки эффективности стратегии управления, упомянутой в этой статье.Представлены различные условия эксплуатации с изолированным режимом, бесшовным переключением и подключением к сети. Наконец, в разделе 6.

    2. Эквивалентная модель виртуального синхронного генератора в сети

    Если виртуальный синхронный генератор эквивалентен источнику напряжения, эквивалентная схема однофазной системы подключения виртуального синхронного генератора к сети показано на рисунке 1, где — напряжение возбуждения виртуального синхронного генератора, — амплитуда напряжения возбуждения виртуального синхронного генератора, — выходной ток виртуального синхронного генератора, — это полное сопротивление линии, — это напряжение сетки, — это амплитуда сетки. напряжение, — это фазовый угол напряжения сети, а — фазовый угол напряжения возбуждения VSG.


    Активная мощность, передаваемая виртуальным синхронным генератором, показана в следующем уравнении: где — виртуальный угол мощности.

    Передача реактивной мощности виртуальным синхронным генератором показана как

    Когда виртуальный синхронный генератор подключен к сети, частота, фаза и амплитуда выходного напряжения должны быть близки к напряжению сети, что выражается где, и — частота, амплитуда и фаза напряжения виртуального синхронного генератора, соответственно, нижний индекс — переменная стороны сети, нижний индекс — установленный порог безопасности, а пороги безопасности, и в случае оптимального подключения к сети равны нуль.

    Из уравнений (1) и (2) можно увидеть, что уравнение передачи мощности виртуального синхронного генератора, подключенного к сети, в основном зависит от амплитуды напряжения и фазового угла; то есть, чтобы соответствовать требованиям плавного подключения к сети, порог безопасности должен соответствовать требованиям следующего уравнения:

    Подставляя уравнения (3) и (4) в уравнения (1) и (2), получаем следующее уравнение: получено:

    Можно видеть, что синхронизацию виртуального синхронного генератора с сетью можно понимать как то, что активная мощность и реактивная мощность, передаваемые виртуальным синхронным генератором в сеть, равны нулю.

    Выходная мощность виртуального синхронного генератора рассчитывается в предположении, что виртуальный синхронный генератор подключен к сети, но на самом деле виртуальный генератор находится вне сети и не имеет выходной мощности в состоянии холостого хода. . Чтобы обеспечить стратегию управления виртуальным синхронным генератором с нулевой выходной мощностью, необходим виртуальный обмен мощностью между виртуальным синхронным генератором и сетью.

    3. Стратегия управления синхронизацией виртуального синхронного генератора

    Виртуальный синхронный генератор состоит из источника питания постоянного тока, инвертора постоянного / переменного тока и схемы фильтра.Источник питания постоянного тока можно рассматривать как первичный двигатель, обеспечивающий мощность, необходимую для виртуального синхронного генератора. Система управления инвертором — это ядро ​​VSG, которое в основном включает в себя модель онтологии VSG и алгоритм управления. Первый в основном моделирует электромагнитную связь и механическое движение синхронного генератора от механизма, а второй моделирует активную частотную модуляцию и регулирование реактивного напряжения и другие характеристики синхронного генератора от внешних характеристик.

    Основное уравнение виртуального синхронного генератора показано в следующем уравнении: где — виртуальный механический крутящий момент, — виртуальный коэффициент демпфирования, — виртуальный момент инерции, — коэффициент взаимной индуктивности, — измеренные напряжение и ток, — виртуальный электромагнитный момент; — виртуальный ток возбуждения; — электрический угол; — напряжение возбуждения; — угловая скорость; — угловая скорость синхронизации сетки.и определены следующим образом:

    Блок управления в основном включает в себя регулятор промышленной частоты, регулятор возбуждения и блок предварительной синхронизации, как показано на рисунке 2. Выходная активная мощность VSG состоит из опорного значения активной мощности и разности изменения частоты. следующим образом:


    Этот коэффициент также обычно называют коэффициентом управления падением частоты Pf и представляет собой установленное значение, которое отражает активные характеристики управления падением частоты мощности.Из-за характеристики спада между активной мощностью и частотой VSG обладает характеристикой самосинхронизации передающего генератора. При повышении (понижении) частоты электросети VSG автоматически снижает (увеличивает) активную мощность, вводимую в сеть, и участвует в основной частотной модуляции большой сети.

    Аналогичным образом — коэффициент управления падением реактивной мощности-напряжения, который отражает характеристики (характеристики) управления падением реактивной мощности-напряжения.Благодаря наличию контроля падения реактивного напряжения, VSG может участвовать в регулировании первичного напряжения большой энергосистемы; когда амплитуда напряжения в электросети ниже (выше) номинального напряжения, реактивная мощность на выходе VSG выше (ниже) фиксированного значения номинальной реактивной мощности.

    Базовое управление виртуальным синхронным генератором включает управление виртуальным регулированием скорости и виртуальное управление возбуждением. На основе вышеупомянутой математической модели виртуального синхронного генератора и типичной характеристики спада активной частоты, виртуальное регулирование скорости использует двухконтурную структуру внутреннего контура частоты внешнего контура мощности для моделирования активной характеристики мощности, инерции и демпфирующего звена синхронный генератор.Виртуальное управление возбуждением не использует вышеупомянутую математическую модель, но в основном учитывает внешние характеристики виртуального синхронного генератора, поэтому принята традиционная структура управления падением реактивной мощности-напряжения [21].

    Для беспрепятственного подключения виртуального синхронного генератора к электросети традиционный метод управления требует специальной системы ФАПЧ, чтобы обеспечить напряжение, частоту и фазовый угол электросети для реализации синхронизации, но ФАПЧ является нелинейным элементом. и требуется время, чтобы настроить параметры ФАПЧ.Когда в системе имеется несколько ФАПЧ, эти ФАПЧ будут пытаться блокировать, снижая производительность и стабильность системы и увеличивая сложность системы.

    Таким образом, в процессе переключения острова / сети виртуального синхронного генератора в этой статье предлагается метод предварительной синхронизации виртуального синхронного генератора, основанный на виртуальном импедансе; виртуальный импеданс, разработанный этим методом, предназначен для виртуализации обмена энергией между виртуальным синхронным генератором и сетью.

    Предполагая, что существует виртуальный импеданс между терминалом VSG и электросетью, и выходная виртуальная активная мощность VSG находится там, где виртуальный импеданс и виртуальный угол импеданса удовлетворяют

    Виртуальный ток может быть получен путем деления отклонения между и напряжением сетки виртуальным синхронным реактивным сопротивлением: где — виртуальный ток, и составляют виртуальный импеданс, — это виртуальное сопротивление и — виртуальная индуктивность. Теоретически, чем меньше это значение, тем быстрее система синхронизируется.Однако, когда оно слишком мало, процесс синхронного управления будет нарушен, поэтому обычно он немного меньше индуктивности фильтра.

    Из уравнения (10) видно, что когда амплитуда и фаза выходного напряжения VSG и напряжения сети в точности совпадают, виртуальная мощность равна 0, поэтому ПИ-регулирование виртуальной мощности с обратной связью необходимо для синхронизации выходного напряжения VSG с напряжением сети. Однако предпосылка этого метода состоит в том, что амплитуда и частота и одинаковы.Таким образом, блок управления предварительной синхронизацией, основанный на виртуальном импедансе и управлении частотой напряжения, спроектирован, как показано на рисунке 2, предполагая, что виртуальный импеданс существует между выходным напряжением виртуального синхронного генератора и напряжением сети, виртуальный ток можно рассчитать, как показано в уравнении (12 ).

    В автономном состоянии переключатель и переключатель замкнуты, чтобы амплитуда и частота напряжения VSG согласовывались с сетью, VSG и нагрузкой, образующими микросеть, которая работает в режиме V / F.Затем переключатель замыкается, чтобы реализовать синхронизацию выходного напряжения VSG и напряжения сети. После завершения синхронизации, при замыкании переключателя, подключенного к сети, выключите переключатель и, затем сеть подтянет VSG к синхронизации.

    Если VSG работает в состоянии VF и уже замкнут, переключатель можно замкнуть напрямую, чтобы синхронизировать выходное напряжение VSG с напряжением сети.

    В состоянии подключения к сети переключатель замкнут, реальный ток направляется в контроллер для нормальной работы, а виртуальный синхронный генератор работает в режиме подключения к сети.

    4. Анализ моделирования

    Основываясь на вышеупомянутом исследовании, в этой статье используется программное обеспечение MATLAB / Simulink для проверки моделирования; моделирование основано на конфигурации микросети на рисунке 3, которая работает в изолированном режиме до t = 0,04 секунды. Значения соответствующих параметров в уравнениях и блок-схемах этого документа показаны в таблице 1.



    Символ Описание Значения

    Напряжение сети 400 В
    Напряжение возбуждения 380 В
    C Конденсатор фильтра 40 μ F
    Индуктивность фильтра 0.45 мГн
    Сопротивление фильтра 0,2 Ом
    Индуктивность линии 0,1 мГн
    Сопротивление линии 0,02 Ом
    Виртуальная индуктивность 0,2 мГн
    Виртуальное сопротивление 0,05 Ом
    Мощность нагрузки 10 кВт
    Номинальная частота сети 50 Гц
    Частота переключения 5 кГц

    Сравнивая метод управления подключением к сети, предложенный в этой статье, с методом прямого подключения виртуального синхронного генератора, результаты моделирования представлены на рисунке 4.

    Когда виртуальный синхронный генератор работает с нагрузкой, амплитуда и частота напряжения соответствуют электросети, и существует разность фаз между выходным напряжением виртуального синхронного генератора и напряжением электросети, как показано на рисунке 4. Когда t = 0,04 с, прямое соединение будет генерировать большой пусковой ток. Это отрицательно сказывается на стабильной работе виртуального синхронного генератора и не может соответствовать требованиям для бесперебойного подключения к сети.

    Принятие метода управления пресинхронизацией на основе виртуального импеданса, виртуальный синхронный генератор отслеживает фазу напряжения в электросети посредством непрерывной регулировки, как показано на рисунке 5, выходное напряжение виртуального синхронного генератора поддерживается синхронно с сетевым напряжением. , и нет никакого пускового тока после операции подключения к сети; соединение острова / сети осуществляется без проблем.

    5. Экспериментальная проверка

    Платформа аппаратного моделирования RT-LAB была создана для проверки эффективности стратегии управления, упомянутой в этой статье [22, 23], которая включает в себя управляемую нагрузку 10 кВт · ч. h, система накопления энергии на литиевой батарее, преобразователь мощностью 10 кВт, RT-LAB и смоделированная электросеть, как показано на рисунке 6.Среди них RT-LAB разработан как виртуальный контроллер синхронного генератора, который одновременно собирает напряжение, ток, частоту и т. Д. Преобразователя и моделируемой электросети и отправляет управляющие импульсы для формирования замкнутого контура. Литиевая батарея используется в качестве источника постоянного тока, а система литиевая батарея плюс преобразователь представляет собой виртуальный синхронный генератор, который напрямую подключен к управляемой нагрузке и подает питание на управляемую нагрузку. Во-первых, виртуальный синхронный генератор накопителя энергии и управляемая нагрузка образуют изолированную микросеть, которая работает в режиме V / F с частотой 50 Гц.Управляемая нагрузка внезапно увеличивается на 0,5 кВт при т = 6 секунд; затем стратегия виртуального импеданса запускается при t = 9 секунд. Изолированная микросеть подключается к моделируемой электросети через управляющий переключатель a t = 10 секунд и переключается из автономного режима в подключенный к сети. Экспериментальные результаты автономного процесса VSG показаны на рисунках 7–12.








    Согласно тестовым формам сигналов виртуальной машины синхронизации во время автономного подключения, стратегия управления, предложенная в этой статье, может обеспечить синхронизацию с электросетью перед закрытием.Когда виртуальный синхронный генератор работает в автономном режиме, частота стабильна на уровне 50 Гц, а мощность нагрузки внезапно увеличивается, в результате чего частота падает до t = 6 с и быстро восстанавливается до 50 Гц, эффективно уменьшая колебания частоты. во время процесса переключения при t = 10 с, как показано на Рисунке 7. Рисунки 8–11 показывают, что нет очевидного влияния на активную и реактивную мощность виртуального синхронного генератора и сети при замыкании на 10 с.

    Стратегия управления, основанная на виртуальном импедансе, может обеспечить синхронизацию с напряжением сети в 0.25 с, как показано на рисунке 12, и автоматический выключатель включается при t = 10 с, частота изменяется плавно, а затем восстанавливается. Фактически, мы можем включить выключатель в любой момент после t = 9,25 с без явного воздействия.

    В процессе подключения к сети влияние активной мощности и реактивной мощности значительно снижается, а выходная мощность плавно переключается для обеспечения гибкого подключения к сети распределенной системы выработки электроэнергии. В то же время в данной статье создается платформа полуфизического моделирования с помощью RT-LAB, формируется аппаратно-программная система моделирования в реальном времени, завершается проверка стратегии алгоритма контроллера и предоставляется справочная информация по управлению виртуальный синхронный генератор преобразователя.

    6. Заключение

    В этой статье предлагается стратегия управления синхронизацией сети для виртуального синхронного генератора на основе виртуального импеданса, которая позволяет подключенному к сети инвертору участвовать в регулировке амплитуды напряжения и частоты большой сети, когда он подключен к сети и может работать в режиме V / F для подачи питания на локальную нагрузку при отключении от сети. Возможность отслеживания мощности и плавного переключения стратегии управления проверена платформой полуфизического моделирования RT-LAB.

    Напряжение виртуального синхронного генератора может быть синхронизировано с электросетью с помощью самого контроллера без необходимости использования ФАПЧ, что проще и эффективнее, чем традиционный метод подключения виртуального синхронного генератора к сети, который позволяет избежать проблем нелинейности, медленный отклик и сложный расчет параметров системы фазовой автоподстройки частоты.

    Поскольку этот контроллер решает проблему, заключающуюся в том, что дополнительные измерительные устройства ограничивают гибкую выдачу распределенной мощности при традиционном подключении к сети, это улучшает способность энергосистемы принимать распределенные блоки выработки энергии.

    Доступность данных

    Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

    Благодарности

    Эта работа была поддержана Проектом Фонда постдокторской науки Китая в рамках гранта №. 2019M651144 и проект аналитического центра Liaoning Association for Science and Technology Innovation Think Tank в рамках гранта №LNKX2020ZD03.

    Границы | Метод оценки влияния интеграции PMSG на стабильность вала синхронного генератора при слабом подключении к сети

    Введение

    Ветровая энергия — это чистый и возобновляемый источник энергии, который имеет потенциал для использования в больших масштабах. Следовательно, в последние годы быстро развивались ветряные генераторы (Zhang et al., 2021; Liu et al., 2021). Однако на динамику энергосистем переменного тока также значительно влияет крупномасштабная интеграция ветряных генераторов.Динамическое взаимодействие между ветроэнергетикой и сетью переменного тока может привести к колебательной нестабильности в энергосистеме (Xiong and Zhuo, 2013; Xiong et al., 2020; Du et al., 2021). 1 июля 2015 г. в Синьцзян-Уйгурском автономном районе Китая произошли подсинхронные колебания (SSO) на ветряной электростанции, содержащей синхронные генераторы с постоянным магнитом (PMSG) с прямым приводом, и SSO распространились на тепловую электростанцию, расположенную в 300 км от ветряная электростанция, в результате чего три синхронных генератора (SG) были отключены для обеспечения защиты от крутильных колебаний, что привело к потере мощности в 1280 МВт (Xie et al., 2017). Чтобы решить проблему внесетевой аварии, вызванной подсинхронными колебаниями, было проведено множество исследований разными способами Zhou et al. (2021 г.).

    Насири, Хансен и др. провела исследование по повышению стабильности системы с точки зрения улучшения возможности отключения низкого напряжения (LVRT) PMSG. Насир и др. (2015) обобщили характеристики различных методов повышения возможностей LVRT и использования некоторых методов повышения возможностей LVRT в ветряных турбинах на основе PMSG, которые применяются в других типах ветроэнергетических генераторов.Сравнение методов улучшения было проведено с помощью имитационного анализа, который заложил хорошую основу для определения будущего направления исследований. Насири и Мохаммади (2016) представляют решения по усовершенствованию контроллеров встречно-обратных преобразователей и ограничению активной мощности для поддержания пикового тока инвертора на стороне сети в безопасном диапазоне во время различных асимметричных сбоев в сети. Это исследование улучшает стабильность преобразователя на стороне сети при возникновении асимметричных неисправностей и дает новую идею стабильной работы энергосистемы.Хансен и Михалке (2009) представили стратегию управления, которая увеличивает возможности LVRT ветряных турбин во время сбоев в сети. Эти полезные исследования улучшают способность ветряных турбин LVRT и играют важную роль в стабильной работе ветряных электростанций в случае неисправностей.

    В то же время влияние крупномасштабного доступа к ветровой энергии на стабильность вала синхронного генератора в энергосистеме переменного тока было изучено с точки зрения механического анализа. Zhang et al.(2018) изучили влияние PMSG на стабильность колебаний энергосистемы на основе модели импеданса и обнаружили, что PMSG ведет себя как отрицательный резистор на частоте SSO, когда параметры системы управления преобразователем настроены неправильно. Основываясь на модальном резонансе без обратной связи, Du et al. (2017b) объяснили причины генерации SSO, которые были вызваны неправильной настройкой параметров систем управления преобразователем PMSG. То есть несоответствующий набор параметров управления может привести к тому, что режим колебаний без обратной связи (OLOM) PMSG переместится в сторону OLOM вала SG, что приведет к уменьшению демпфирования режима колебаний с обратной связью генератора Вал SG.Помимо неправильного набора управляющих параметров, слабое подключение к сети является еще одним ключевым фактором, влияющим на стабильность колебаний энергосистемы, интегрированной с PMSG. Тематические исследования, проведенные Jiang et al. (2000) показали, что режим колебаний контура фазовой автоподстройки частоты (PLL) или внешнего контура управления напряжением конденсатора постоянного тока (DCVL) может перемещаться к правой половине комплексной плоскости по мере ослабления соединения с сетью. Alawasa et al. (2013) изучили инцидент SSO, произошедший в Синьцзяне, и обнаружили, что слабое подключение к сети, вызванное ветровой электростанцией PMSG, является одним из решающих факторов, определяющих SSO энергосистемы с непоследовательной компенсацией.Кроме того, Донг и др. (2017) продемонстрировали, что по мере уменьшения коэффициента короткого замыкания (SCR) некоторые конкретные режимы SSO ветряной электростанции PMSG могут перемещаться вправо от комплексной плоскости, а когда режимы SSO близки к режимам колебаний вала SG, может возникать подсинхронное торсионное возбуждение. Однако текущие исследования только подтвердили, что слабое подключение к сети может ухудшить стабильность энергосистемы при определенных сценариях, и общие выводы об усилении эффекта слабого подключения к сети на динамическое взаимодействие между ветряной электростанцией и энергосистемой переменного тока все еще необходимы. быть нарисованным (Du et al., 2019b).

    Методы, используемые для анализа SSO интегрированных ветроэнергетических систем, включают анализ мод и анализ частотной области (Piyasinghe et al., 2014; Fu et al., 2021a; Fu et al., 2021b). При изучении SSO многомашинной энергосистемы, вызванного интеграцией ветроэнергетических генераторов, с использованием режима анализа, ветряная электростанция и многомашинная энергосистема должны рассматриваться как единое целое, а устойчивость системы должна оцениваться в соответствии с собственными значениями замкнутая матрица пространства состояний объединенного объекта.Результаты, полученные с помощью модового анализа, имеют высокую точность. Однако вычислительная нагрузка высока, когда в системе присутствует большое количество ветряных генераторов (WTG) и SG. Кроме того, результаты могут дать только заключения, относящиеся к оценке устойчивости, и не могут выявить механизм, лежащий в основе нестабильности, вызванной интеграцией ветряных генераторов. Анализ в частотной области включает анализ на основе модели импеданса и метод комплексного коэффициента крутящего момента, которые раскрывают механизм SSO с точки зрения отрицательного сопротивления и отрицательного демпфирования, соответственно, с ясным физическим смыслом.Однако оба метода обеспечивают только достаточные несущественные условия для устойчивости системы, и поэтому оценка устойчивости может быть консервативной. При анализе SSO на основе метода комплексного коэффициента крутящего момента исследуемая система делится на две подсистемы: механическую подсистему и электрическую подсистему. Стабильность системы можно оценить по сумме действительных частей двух эквивалентных коэффициентов, полученных путем расчета эквивалентного коэффициента механического крутящего момента и эквивалентного коэффициента электромагнитного крутящего момента при определенной частоте крутильных колебаний.Если сумма больше нуля, крутильный режим может быть определен как устойчивый (Canay, 1982). В последние годы метод комплексного коэффициента крутящего момента использовался в анализе SSO интегрированных энергетических систем ветряных электростанций благодаря его преимуществам, т. Е. Простоте создания теоретической модели и способности отражать демпфирующие и частотные характеристики механических и электрические подсистемы в полосе частот SSO (Gao et al., 2015; Du et al., 2019a). Учитывая ограничения традиционного метода комплексного коэффициента крутящего момента при анализе устойчивости многомашинной энергосистемы (Xu, 2000), в этой статье предлагается усовершенствованный метод комплексного коэффициента крутящего момента, объединяющий анализ частотной области и анализ режима.Wang et al. (2021) предложили улучшенный метод комплексного коэффициента крутящего момента, который сочетает анализ в частотной области с анализом режимов, для анализа динамического взаимодействия между вентилятором и генератором с точки зрения демпфирующего механизма. Однако в этом исследовании не анализировалось влияние изменений параметров линий систем переменного тока на динамическое взаимодействие между ветряными электростанциями, подключенными к сети, и энергосистемами с несколькими генераторами. Ввиду возможного эффекта усиления изменения параметров линии на динамическое взаимодействие, необходимо провести исследование влияния прочности соединения на параметры системы переменного тока, чтобы выяснить физический смысл единого входа в систему синхронного вала, вызванного множественными сетевые соединения ветроэлектростанций.В настоящем исследовании был установлен индекс для оценки устойчивости SSO при слабом подключении ветряной электростанции к электросети, и был выявлен механизм SSO, вызванный слабым подключением. Ожидается, что результаты этого исследования послужат теоретической основой для последующих мер, предпринятых для подавления SSO.

    Остальная часть этого документа организована следующим образом. В следующем разделе представлена ​​линеаризованная модель в пространстве состояний многомашинной энергосистемы с несколькими интегрированными PMSG.В разделе «Критерий устойчивости интегрированной энергосистемы с несколькими ветряными электростанциями на основе метода улучшенного комплексного коэффициента крутящего момента » предложены методы и индикаторы, основанные на методе улучшенного комплексного коэффициента крутящего момента, для оценки риска однократного включения вала многомашинной мощности. система, учитывающая влияние интеграции ветряных электростанций PMSG. Кроме того, раскрыт механизм колебаний вала многомашинной энергосистемы, вызванный ВЭС ГПСГ при слабом сетевом подключении.Раздел Study Cases представляет демонстрацию эффективности предлагаемого метода с помощью примеров исследования и анализа процесса взаимодействия между несколькими ветряными электростанциями и многомашинной энергосистемой. В последнем разделе резюмируются выводы исследования.

    Линеаризованная модель многомашинной энергосистемы в пространстве состояний с несколькими интегрированными синхронными генераторами на постоянных магнитах

    На рисунке 1 показана конфигурация энергосистемы с несколькими интегрированными PMSG.На рисунке XLk обозначает реактивное сопротивление линии, соединяющей k -й PMSG с энергосистемой. Есть три динамических звена PMSG: динамика внутреннего и внешнего контура контроллера, динамика PLL и динамика подключенной схемы. Wang et al. (2021) и Du et al. (2021) построили модель этой динамики (подробности см. В дополнительном приложении). Путем интеграции динамического процесса управления внутренним и внешним контуром сетевого преобразователя источника напряжения (VSC) и динамического процесса его ФАПЧ можно получить блок-схему его передаточной функции, как показано на рисунке 2.

    РИСУНОК 1 . Конфигурация энергосистемы с несколькими интегрированными PMSG (MSC: машинный преобразователь; GSC: сетевой преобразователь).

    РИСУНОК 2 . Диаграмма, показывающая динамический процесс GSC k -го PMSG с учетом PLL.

    В соответствии с рисунком 2, передаточная функция динамики внутреннего и внешнего контура управления, динамика системы ФАПЧ и динамика подключенных цепей сетевого VSC может рассматриваться, как показано в формуле. 1.

    Из рисунка 2 передаточная функция преобразователя на стороне сети (GSC) с учетом динамики ФАПЧ и соединительной линии может быть получена как

    ΔIxy = K1H (s) (K3 + K4K5p (s)) + K2K5p (s) I− (K1H (s) (K3 + K4K5p (s)) + K2K5p (s)) XLL (s) ΔVxy (1)

    Обозначим

    T (s) = K1H (s) (K3 + K4K5p (s)) + K2K5p (s) = [T11 (s) T12 (s) T21 (s) T22 (s)] (2)

    Из (1), соотношение между выходной мощностью и напряжением на клеммах PMSG равно

    [ΔPkΔQk] = (T (s) I − XLT (s) L (s) Vxy⋅0 + Ixy⋅0) ΔVxy = [FX (s) T (s) [1 − XLN22 (s) XLN12 (s) ) XLN21 (s) 1-XLN11 (s)] Vxy⋅0 + Ixy⋅0] ΔVxy (3)

    где.

    T (s) L (s) = [N11 (s) N12 (s) N21 (s) N22 (s)] FX (s) = 1 (1-XLN11 (s)) (1-XLN22 (s)) −XL2N12 (т) N21 (т).

    Из (3) видно, что при определенной частоте, когда X L увеличивается с 0, F X ( s ) увеличивается с 1, вызывая более сильные колебания мощности при том же напряжении. колебание Δ V xy . В частности, когда знаменатель F X ( s ) приближается к 0, Δ P k и Δ Q k приближаются к бесконечности, что может привести к потере стабильность системы.Таким образом, увеличение X L может увеличить интенсивность динамического взаимодействия между подключенной к сети ветряной электростанцией PMSG и энергосистемой переменного тока и может повлиять на стабильность интегрированной энергетической системы ветряной электростанции. Следовательно, F X ( s ) может отражать влияние изменения X L на силу динамического отклика PMSG и влияние PMSG на стабильность энергосистемы после подключен к сети.Для дальнейшего изучения взаимосвязи между X L и стабильностью интегрированной системы питания PMSG, F X ( s ) рассматривается отдельно, а передаточная функция k th PMSG может записывается как

    ΔPk = FXk (s) Gwpk (s) ΔVkΔQk = FXk (s) Gwqk (s) ΔVk (4)

    , где ΔVxy = [Vkx0Vk0Vky0Vk0] TΔVk. Gwpk (s) и Gwqk (s) могут быть получены на основе формул. 1–3.

    На основе (4) передаточные функции N PMSG могут быть записаны как

    ΔPw = [FX1 (s) ⋱FXN (s)] [Gwp1 (s) ⋱GwpN (s)] ΔVw = FX (s) ) GwP (s) ΔVwΔQw = [FX1 (s) ⋱FXN (s)] [Gwq1 (s) ⋱GwqN (s)] ΔVw = FX (s) GwQ (s) ΔVw (5)

    , где Δ V w = [Δ V 1 Δ V 2 ··· Δ V n ] T , Δ W 1 P = [Δ P 1 Δ P 2 ··· Δ P n ] T и Δ Q w w w 1 Δ Q 2 … Δ Q n ] T .

    Ссылаясь на математическую модель системы с несколькими PMSG и принимая Δ P w и Δ Q w в качестве входных данных и Δ V w На выходе модель многомашинной энергосистемы в пространстве состояний может быть записана как

    {ddtΔXs = AsΔXs + BPΔPw + BQΔQwΔVw = CsΔXs + DPΔPw + DQΔQw (6)

    , где Δ X s — вектор переменные состояния многомашинной системы питания и A s — это линеаризованная матрица пространства состояний системы. B P , B Q , C s , D P и D матрицы 907 Выполняя преобразование Лапласа в (6), передаточная функция разомкнутого контура многомашинной энергосистемы может быть получена как

    ΔVw = [GsP (s) GsQ (s)] [ΔPwΔQw] {GsP (s) = Cs (sI− As) -1BP + DPGsQ (s) = Cs (sI-As) -1BQ + DQ (7)

    Характеристическое уравнение многомашинной энергосистемы с несколькими интегрированными PMSG может быть получено из уравнений.5–7. Чтобы получить аналитическое выражение для комплексного коэффициента крутящего момента вала SG, SG в многомашинной энергосистеме дополнительно разделены на две взаимосвязанные подсистемы разомкнутого контура: электрическую и механическую подсистемы. Выход и вход механической подсистемы — это вектор приращений углового смещения ротора ПГ в системе, Δ δ = [Δ δ 1 Δ δ 2 ··· Δ δ n ] T и вектор приращений крутящего момента SGs Δ T = [Δ T 1 Δ T 2 ··· Δ T n ] T соответственно.Каждый из элементов в Δ T образован суперпозицией соответствующих элементов векторов столбцов крутящего момента Δ T e , Δ T w P и Δ T w Q , где Δ T e = [Δ T e1 Δ T e1 ··· Δ n ] T — вектор крутящего момента изменения электромагнитного крутящего момента каждого SG, вызванного внутренней электрической величиной SG, и

    {ΔTwP = [∑j = 1hΔTwPj1∑j = 1hΔTwPj2 ⋯ ∑j = 1hΔTwPjN] TΔTwQ = [∑ j = 1hΔTwQj1∑j = 1hΔTwQj2 ⋯ ∑j = 1hΔTwQjN] T (8)

    , где Δ T w P и Δ T w , соответствующие векторы крутящего момента для Q крутящие моменты, создаваемые активной и реактивной мощностью, вводимой ветром ч фермы соответственно.Тогда модель в пространстве состояний механической подсистемы многомашинной энергосистемы может быть получена как

    {ddtΔXm = AmΔXm + BmΔTΔδ = CmΔXm (9)

    , где Δ X m — вектор переменных состояния валов СГ. A m , B m и C m — это матрица пространства состояний, входная матрица и выходная матрица соответственно.

    Вход и выход электрической подсистемы равны Δ δ и Δ T соответственно, а соответствующая модель в пространстве состояний —

    {ddtΔXe = AeXe + BeΔδΔT = CeXe (10)

    , где Δ X e — вектор электрических частей SG и внешней системы. A e , B e и C e — это матрица пространства состояний, входная матрица и выходная матрица соответственно.

    Согласно (9) и (10) передаточные функции механической и электрической подсистем равны

    {Δδ = км (с) ΔTΔT = ke (s) Δδ (11)

    Таким образом, замкнутый взаимосвязанный режим Механическая и электрическая подсистемы многомашинной энергосистемы с интегрированными PMSG N могут быть получены, как показано на Рисунке 3.

    РИСУНОК 3 . Замкнутый режим взаимосвязи механической и электрической подсистем энергосистемы с интегрированными ГСУ Н .

    Модель, показанная на рисунке 3 и выраженная в (11), является основой для исследования критерия устойчивости, основанного на улучшенном методе комплексного коэффициента крутящего момента для энергосистемы, интегрированной с несколькими PMSG.

    Критерий устойчивости интегрированной энергосистемы с несколькими ветряными электростанциями на основе улучшенного метода комплексных коэффициентов крутящего момента

    Разложение многомашинной энергосистемы

    Для получения коэффициентов демпфирования крутящего момента PMSG N , подаваемых в каждый SG в соответствии с определением метода комплексного коэффициента крутящего момента, приращение электромагнитного момента каждого SG в системе переменного тока должно быть выражено в соответствии с приращением углового смещения ротора (или приращением угловой скорости), как в случае линейной зависимости (Canay, 1982).Поскольку характеристика угла мощности любого SG в многомашинной силовой системе является многопараметрической функцией относительного угла ротора между SG и другими SG, приращение входного крутящего момента механической подсистемы каждого SG не может быть напрямую выражено как линейная комбинация приращение углового смещения ротора и приращение угловой скорости (Xu, 2000). Поэтому передаточные функции в (11) должны быть организованы дополнительно.

    Во-первых, вал исследуемого SG может быть разъединен, и режим крутильных колебаний исследуемого вала может быть выражен отдельно, как описано Ni et al.(2002). В системе N с массой вала имеются подсинхронные режимы крутильных колебаний N, -1 и один твердотельный резонансный низкочастотный режим, где общий режим обычно ведет себя как низкочастотный колебательный режим и может быть проигнорирован. Предполагая, что k th SG в системе имеет режимы крутильных колебаний вала, система вала может быть преобразована в l k эквивалентные роторы с развязанными модами. Каждый эквивалентный ротор содержит только один независимый режим, и внешний крутящий момент Δ T k равномерно добавляется к каждому эквивалентному ротору.

    Верхний индекс (m) обозначает режим развязки, а вектор углового смещения эквивалентного ротора развязки системы валов k th SG может быть получен как Δδk (м) = [Δδk1 (м), Δδk2 (м) , ⋯, Δδk1k (m)] T. Сумма элементов в векторе ∑i = 1lkΔδki (м) равна фактическому малосигнальному приращению углового смещения ротора Δ δ k . Когда в системе появляется i -я мода крутильных колебаний λ ki , угловое смещение ротора эквивалентной массы других режимов развязки составляет примерно 0, то есть Δδk≈Δδki (м).Тогда уравнение развязки вала, соответствующее режиму крутильных колебаний λ ki , равно

    [Mki (m) s2 + Dki (m) s + Kki (m)] Δδk = −ΔTk (12)

    , где Mki (м), Dki (м) и Kki (м) — это постоянная времени инерции развязки, коэффициент демпфирования развязки и коэффициент упругости развязки, соответствующие λ ki , соответственно.

    Комбинируя (7) и (12), разложенное представление модели пространства состояний системы переменного тока может быть выражено как

    {ddt [ΔδkΔωkΔXe] = [0ω0I0a21Mki (m) a22Mki (m) a23TMki (m) a31a32A33] [ΔδkΔωkΔXe] + [0bPkBP3] ΔPw + [0bQkBQ3] ΔQwΔUw = [ce1ce2Ce3] [ΔδkΔωkΔXe] + DPΔPw + DQΔQw (13)

    , где Δ 907 00 — вектор s , кроме Δ δ k и Δ ω k , а матрицы перед векторами переменных состояния и векторами ввода и вывода являются соответствующими матрицами коэффициентов.

    Затем может быть получена модель замкнутой взаимосвязанной системы энергосистемы с несколькими PMSG, соответствующая режиму колебаний вала λ ki после разъединения систем валов SG, как показано на Рисунке 4.

    РИСУНОК 4 . Взаимосвязанная многомашинная энергосистема с несколькими интегрированными PMSG.

    Расчет демпфирующего момента

    Из рисунка 4 видно, что электромагнитный момент, подаваемый на k th SG в системе переменного тока, состоит из трех частей:

    ΔTk = ΔTek + ∑j = 1hΔTwPjk + ∑j = 1hΔTwQjk (14)

    Как показано на рисунке 5, влияние крутящих моментов PMSG N на режим колебаний вала i th SG может быть разделено на две части.Одна часть напрямую подается на ротор SG через выходную активную и реактивную мощность ΔP w и ΔQ w нескольких PMSG, то есть два последних члена в (14). Другая часть действует на T k через влияние ΔP w и ΔQ w на остальные переменные состояния SG в системе; эта часть входит в первый член в (14). Чтобы отразить взаимодействие между SG и PMSG, сумма второй части обозначена как ΔT недель .

    РИСУНОК 5 . Коэффициенты участия λ 1 : (A) коэффициентов участия трех SG и двух ветряных электростанций до λ 1 и (B) коэффициентов участия PMSG в ветряной электростанции 1 до λ 1 .

    Затем передаточные функции от Δ P w до Δ T w kP и Δ Q w до Δ T

    00 Q, w до Δ T

    00 Q я.е., G Pk ( s ) и G Qk ( s ), можно получить как

    {GPk (s) = bPk + a m) (sI − A33) −1BP3GQk (s) = bQk + a23TMki (m) (sI − A33) −1BQ3 (16)

    G Pk ( s ) — вектор-строка, соответствующая к элементам N в векторе-столбце Δ P w и G Qk ( s ) — вектор-строка, соответствующий N элементам в столбце вектор Δ Q w .Подставив (16) в уравнение состояния линеаризации PMSG, выраженное в (7), соотношение между входными переменными PMSG и электромагнитным моментом питания Δ T w k k th SG может может быть получено как

    ΔTwk = FX (s) [GPk (s) GwP (s) + GQk (s) GwQ (s)] ΔVw (17)

    Как получено Du et al. (2016), для i -го режима колебаний вала λ ki k th SG, передаточная функция G Uk от переменной угловой скорости SG Δ ω k к конечным напряжениям h ветряных электростанций ΔVw можно выразить как

    GUk (λki) = [I − DPFX (λki) GwP (λki) −DQFX (λki) GwQ (λki) )] — 1CvTυsυk (18)

    где υs — вектор всех собственных векторов Δ X s , υ k — собственный вектор, соответствующий Δ ω k 1 , и G Uk — вектор передаточных функций, соответствующих элементам во входном векторе ΔVw.Комбинируя (17) и (18), передаточная функция, соответствующая режиму колебаний λ ki между приращениями электромагнитного момента, создаваемого PMSG, к k th SG Δ T w k и приращение угловой скорости Δ ω k можно получить как

    Gwk (λki) = FX (λki) [GPk (λki) GwP (λki) + GQk (λki) GwQ (λki)] GUk (λki) (19)

    Реальная часть G w k ( λ ki ) — это коэффициент электрического демпфирующего момента, подаваемый PMSG на k th SG и обозначается как D w k .Из (19) видно, что G нед ( λ ki ) пропорционально FX (λki). Когда ветряная электростанция подключена к сети через линию передачи на большие расстояния, FX (λki) пропорционален XL; следовательно, увеличение реактивного сопротивления линии приведет к увеличению G wk ( λ ki ) и коэффициента электрического демпфирующего момента, вводимого PMSG в k th SG .

    Критерий стабильности

    Мы обозначаем режим колебаний вала i th k th SG до подключения PMSG N к сети как λ ki 0 , который может быть получен через анализ собственных значений A s . После подключения PMSG N к сети, коэффициент демпфирующего момента D w k , вводимый в систему переменного тока модулями PMSG N , может быть использован для характеристики динамических взаимодействий между системой валов k th SG и N PMSG.Чувствительность λ ki до D w k может быть определена как

    Затем индекс подсинхронного динамического взаимодействия может быть получен как

    . многомашинной энергосистемы после интеграции N PMSG можно рассчитать как

    Из (3) и (21) можно увидеть, что, когда XL увеличивается от 0, F X ki ) увеличивается с 1, что приводит к тому же изменению Δ V w и стимулирует более сильные колебания мощности.Если коэффициент электрического демпфирующего крутящего момента, вводимого в SG модулями PMSG N , значительно увеличивается, подключение PMSG к сети может оказать значительное влияние на режим колебаний вала i th синхронной машины k th. Если в это время чувствительность S ki положительна, увеличение коэффициента демпфирующего крутящего момента приведет к смещению собственного значения в правую половину комплексной плоскости, снижая стабильность системы вала SG.Это объясняет механизм колебаний вала, вызванный слабым подключением к сети; то есть ветряная электростанция может обеспечить большой коэффициент демпфирующего крутящего момента для системы валов ПГ при слабом подключении к сети, что может снизить стабильность системы. Когда действительная часть Δλ ki больше, чем действительная часть исходного режима колебаний, возникнет неустойчивость колебаний.

    Процесс оценки риска SSO системы валов SG в системе переменного тока с интегрированными PMSG N с помощью метода улучшенного комплексного коэффициента крутящего момента можно резюмировать следующим образом:

    1) Установить механический — модель электрической связи системы питания переменного тока с интегрированными PMSG N и вычислить начальное значение режима колебаний вала i th синхронной машины k th в системе переменного тока до интеграции PMSG N , я.е., λ ки 0 .

    2) Отсоедините вал каждого SG в системе и установите модель режима вибрации ( λ ki ) системы вала, которую необходимо изучить после интеграции PMSG N , как показано на Рисунок 5. Вычислите сумму коэффициентов демпфирующего момента каждого PMSG до k th SG, D w k , соответствующих режиму колебаний, полученному согласно (19), чтобы обеспечить прогноз для стабильность системы.

    3) Рассчитайте чувствительность λ ki от до D w k и S ki . Если действительная часть S ki больше 0, интеграция PMSG ухудшит стабильность системы, и стабильность системы в этих условиях можно оценить на основе (22). Если действительная часть λ ki меньше 0, то есть после интегрирования PMSG, режим колебаний будет по-прежнему находиться в левой половине комплексной плоскости, и система валов SG будет быть стабильным.Если действительная часть λ ki больше или равна 0, система вала будет страдать от SSO или система будет в критическом стабильном состоянии.

    В этом разделе на основе усовершенствованного метода комплексного коэффициента крутящего момента предлагаются процесс и индикаторы для оценки риска SSO системы валов ПГ с учетом влияния интеграции PMSG. По сравнению с традиционным методом анализа собственных значений предлагаемый метод вычисляет собственные значения и коэффициенты участия в подсистемах с более низкими порядками, и, следовательно, вычислительная нагрузка снижается.Кроме того, предлагаемый метод может анализировать динамическое взаимодействие между PMSG и SG с точки зрения демпфирования, что может объяснить ясный физический смысл SSO валовой системы SG, вызванный интеграцией нескольких PMSG. Кроме того, на основе раздела Линеаризованная модель пространства состояний многомашинной энергосистемы с несколькими интегрированными PMSG , в этом разделе делается вывод, что снижение прочности соединения может увеличить силу динамического отклика PMSG при более общих условий, тем самым подтверждая универсальность эффекта усиления слабой связи.Кроме того, в этом разделе объясняется механизм колебания вала, вызванный слабым подключением PMSG к сети, на основе метода комплексных коэффициентов; то есть ветряная электростанция может обеспечить большой коэффициент крутящего момента системе вала ПГ при слабом соединении. Если чувствительность режима колебаний к коэффициенту крутящего момента положительна, стабильность системы ухудшится, и может возникнуть нестабильность колебаний.

    Изучение примеров

    Конфигурация примерной энергосистемы показана на Рисунке 6.Система включает две ветряные электростанции: одна ветряная электростанция состоит из 10 PMSG, а вторая ветряная электростанция состоит из восьми индукционных генераторов с двойным питанием (DFIG). Электроэнергия от ветряной электростанции 1, ветряной электростанции 2 и ПГ собирается на сборной шине силового коллектора и затем доставляется в основную сеть переменного тока по линии передачи с реактивным сопротивлением X L . Основная сеть переменного тока состоит из двух SG и центра нагрузки. Модели PMSG и DFIG, предложенные Du et al. (2017a) и Liu et al.(2017) были приняты в этом исследовании для WTG в ветряных электростанциях 1 и 2. SG используют модель 20-го порядка, которая учитывает детальную динамику вала шести масс. Модели и параметры SG и линии передачи устанавливаются в соответствии с первой стандартной моделью IEEE (Fan et al., 2010).

    РИСУНОК 6 . Конфигурация примерной системы.

    Оценка риска подсинхронных колебаний при слабом подключении к сети

    Сила подключения ветряной электростанции к основной сети переменного тока может быть оценена с помощью SCR, который определяется как (IEEE Subsynchronous Resonance Task Force, 1977)

    , где P Rated — это номинальная мощность ветряной электростанции.Прочность подключения ветряной электростанции к сети переменного тока снижается с увеличением значения SCR. Если мы возьмем P с рейтингом = 1 ( о.е., ) и V 0 = 1 ( о.е., ), тогда

    Когда SCR меньше или равен 2, считается ветряная электростанция. быть слабо подключенным к сети переменного тока. В данном случае значение X L изначально установлено на 0,5. Таким образом, SCR составляет примерно 2, и ветряная электростанция слабо подключена к сети.

    Во-первых, был оценен риск SSO системы при слабом подключении к сети. Режим колебаний системы был рассчитан по усовершенствованному методу комплексного коэффициента крутящего момента, а для третьего ДГ найден неустойчивый режим колебаний вала, λ 1 = 0,46 ± 99,20 j . Затем был проведен анализ собственных значений на основе модели системы полного порядка, и было получено реальное значение этого режима колебаний λ 1 ’= 0,33 ± 98.73 j , что очень близко к результату расчета, полученному с помощью улучшенного метода комплексного коэффициента крутящего момента. Таким образом, была подтверждена эффективность усовершенствованного метода комплексного коэффициента крутящего момента. Кроме того, был рассчитан коэффициент участия этого режима колебаний, и результат показан на рисунке 5A, который показывает, что нестабильный режим колебаний вала связан не только с третьим SG, но и с PMSG в ветряной электростанции 1. Для более четкого анализа влияние PMSG на систему вала SG при слабом подключении к сети, факторы участия каждого PMSG в ветряной электростанции были расширены, как показано на Рисунке 5B, который показывает, что все PMSG участвуют в режиме нестабильных колебаний вала и что переменные состояния с большим фактором участия режима колебаний связаны с DCVLs PMSG.

    В следующих случаях исследования влияние параметров управления GSC PMSG и количества PMSG в ветряной электростанции на SSO шахтной системы SG было исследовано при различной прочности подключения к сети.

    Влияние параметров управления GSC синхронных генераторов на постоянных магнитах при разной силе подключения к сети

    Согласно ранее рассчитанным факторам участия (Раздел Оценка риска SSO при слабом подключении к сети ), динамическое взаимодействие между DCVL GSC PMSG в первой ветряной электростанции и система валов третьей SG могут вызвать SSO в примерной энергосистеме.Обозначим пропорциональный и интегральный коэффициенты ПИ-регулятора DCVL PMSG как K pdc и K idc соответственно, а соответствующий режим колебаний ветропарка λ 2 . Затем было изучено влияние управляющих параметров GSC PMSG при разной силе подключения к сети путем установки разных значений для X L , тем самым придавая системе разные силы подключения к сети и помогая нам наблюдать влияние K idc на режиме колебаний вала.Значение K idc каждого PMSG в ветряной электростанции постепенно увеличивалось со 150 до 250. Изменение корневых локусов мод колебаний λ 1 и λ 2 с изменением на K. idc показан на рисунке 7. На этом рисунке черная сплошная линия соответствует случаю X L = 0,5, а SCR составляет приблизительно 2, что указывает на слабое подключение к сети. Сплошная красная линия соответствует случаю X L = 0.4, а SCR составляет примерно 2,5, что указывает на относительно слабое подключение к сети. Синяя сплошная линия соответствует случаю X L = 0,3, а SCR составляет приблизительно 3,33, что указывает на надежное подключение к сети. Зеленый полый кружок — начальное значение развязки системы вала SG. Кривые соответствующего демпфирующего момента вала D e в соответствии с изменением в K idc при различной прочности соединения с сетью показаны сплошными черными, красными и синими линиями на рисунке 8.

    РИСУНОК 7 . Корневые локусы λ 1 и λ 2 с изменением в K idc при различной силе подключения к сети.

    РИСУНОК 8 . Кривые демпфирующего момента вала D e с изменением K idc при различной прочности подключения к сети.

    Из рисунков 7, 8 видно, что по мере того, как K idc постепенно увеличивается от 150 до 250, взаимодействие между валом третьего SG и GSC DCVL PMSG постепенно увеличивается.Режим колебаний λ 1 сначала перемещается к правой половине комплексной плоскости, и система имеет тенденцию быть нестабильной. При дальнейшем увеличении K idc взаимодействие между валом третьего SG и GSC DCVL PMSG постепенно ослабевает, и λ 1 снова возвращается в левую половину плоскости; т.е. система возвращается к устойчивости. На рисунках 9A – D показаны коэффициенты участия при различных значениях K idc , когда X L = 0.5, который четко отражает процесс, показанный на рисунке 8.

    РИСУНОК 9 . Коэффициент участия λ 1 для различных значений K idc значений ( X L = 0,5): (A) K idc = B, = B, = B, = B, ) K idc = 200, (C) K idc = 215, и (D) K idc = 250.

    Кроме того, из корневого годографа λ 1 и кривой соответствующего демпфирующего момента D e при различных значениях K idc , показанных на рисунках 7, 8, можно видно, что при уменьшении X L , т. е. с увеличением прочности соединения, демпфирование режима колебаний вала улучшается. Когда X L = 0,3, система остается стабильной, а K idc увеличивается со 150 до 250.

    Результаты моделирования, представленные в этом разделе, показывают, что для SSO, вызванного динамическим взаимодействием между PMSG и валом SG, параметры управления PMSG и прочность соединения с сетью оказывают значительное влияние на стабильность системы, и необоснованные настройки параметров и слабое подключение к сети могут привести к нестабильности колебаний в системе.

    Чтобы проверить правильность приведенных выше результатов анализа, было выполнено нелинейное моделирование, когда K idc было установлено равным 150 (соответствует слабому динамическому взаимодействию между ветряной электростанцией 1 и третьей ПГ) и 200 (соответствует сильное динамическое взаимодействие между ветряной электростанцией 1 и третьей ПГ) при трех различных мощностях подключения к сети (рис. 10A – C).Во время моделирования входная мощность каждого PMSG в ветряной электростанции увеличивалась на 5% за 0,1 с, чтобы отразить внезапное увеличение скорости ветра, и резкое увеличение продолжалось в течение 0,01 с. Результаты нелинейного моделирования соответствовали результатам предыдущего анализа.

    РИСУНОК 10 . Результаты нелинейного моделирования: (A) X L = 0,5, (B) X L = 0,4 и (C) X L L = 0.3.

    Кроме того, расчетом установлено, что когда X L = 0,354, в процессе постепенного увеличения K idc корневая траектория режима колебаний вала является касательной к разделительной линия, на которой действительная часть комплексной плоскости равна нулю. Когда K idc = 208, система находится в критическом стабильном состоянии, где Δλ ki составляет около 0,7. Результаты нелинейного моделирования в этой среде параметров показаны на рисунке 11.

    РИСУНОК 11 . Результаты нелинейного моделирования критического устойчивого состояния.

    Влияние количества PMSG при разной прочности соединения с сетью

    Затем было проанализировано влияние количества PMSG в ветряной электростанции на устойчивость шахтной системы SG при различной прочности соединения. Черные, красные и синие сплошные линии на рисунке 12 представляют собой корневые локусы режима колебаний вала третьего SG, λ 1 , с изменением реактивного сопротивления линии передачи X L , когда ветряная электростанция одна содержала 10, 15 и 20 PMSG соответственно.Черные, красные и синие сплошные линии на Рисунке 13 представляют кривые соответствующего демпфирующего момента вала D e как X L менялись, когда ветряная электростанция содержала 10, 15 и 20 PMSG соответственно. X L был настроен на увеличение с 0,2 до 0,5; то есть SCR уменьшился с 5 до 2, а подключение к сети изменилось от сильного до слабого.

    РИСУНОК 12 . Корневые локусы λ1 с изменением X L при разном количестве PMSG.

    РИСУНОК 13 . Кривая D e с вариациями X L при разном количестве PMSG.

    Из рисунков 12, 13 видно, что по мере увеличения количества PMSG в ветряной электростанции λ 1 постепенно перемещается в правую половину комплексной плоскости, и риск нестабильности в системе шахты SG увеличивается. Кроме того, по мере увеличения X L количество PMSG сильнее влияет на стабильность.

    Результаты нелинейного моделирования на Рисунке 14 подтверждают правильность выводов, сделанных из предыдущего анализа, и помехи, представленные в примерной системе во время моделирования, были такими же, как и в предыдущем анализе. Из результатов нелинейного моделирования видно, что, когда ветряная электростанция содержит разное количество PMSG, система теряет устойчивость при небольшом возмущении, когда соединение с сетью слабое, тогда как система остается стабильной, когда сила соединения сильная.Кроме того, по мере увеличения количества PMSG возрастает риск нестабильности колебаний.

    РИСУНОК 14 . Результаты нелинейного моделирования: (A) 10 PMSG, (B) 15 PMSG и (C) 20 PMSG.

    Заключение

    В этом исследовании изучалось влияние нескольких PMSG на стабильность системы вала SG в системе переменного тока и выявлен механизм, регулирующий влияние прочности соединения между PMSG и системой питания переменного тока на стабильность система валов ПГ основана на улучшенном методе комплексных коэффициентов.Кроме того, был разработан метод определения устойчивости системы питания переменного тока с учетом интеграции PMSG. Основные выводы этого исследования можно резюмировать следующим образом:

    1) Когда длина линии, соединяющей PMSG с системой питания переменного тока, увеличивается, то же изменение напряжения, которое происходит в точке общего соединения, может вызвать большую мощность отклика. PMSG, что может увеличить влияние интеграции PMSG на систему питания переменного тока.

    2) На основе усовершенствованного метода комплексного коэффициента крутящего момента сделан вывод, что коэффициент электрического демпфирующего крутящего момента, вводимый PMSG в SG, пропорционален реактивному сопротивлению соединительной линии между PMSG и системой питания переменного тока.Когда PMSG подключен к сети через линию большой протяженности, коэффициент электрического демпфирующего крутящего момента, вводимый PMSG, также увеличивается.

    3) PMSG обеспечивает большой коэффициент демпфирующего момента для системы вала SG при слабом подключении к сети. Если чувствительность режима колебаний к коэффициенту крутящего момента положительна, устойчивость системы вала ПГ будет снижаться из-за слабого соединения с сетью. Если уменьшенное демпфирование больше, чем затухание исходного режима колебаний, возникнет неустойчивость колебаний.

    Заявление о доступности данных

    Оригинальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью / дополнительные материалы, дальнейшие запросы можно направить соответствующему автору.

    Вклад авторов

    Рукопись написана при участии всех авторов. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Примечание издателя

    Все претензии, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно относятся к их аффилированным организациям или к претензиям издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или заявление, которое может быть сделано его производителем, не подлежат гарантии или одобрению со стороны издателя.

    Дополнительные материалы

    Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2021.742304/full#supplementary-material

    Ссылки

    Алаваса, К. М., Мохамед, Ю. А.-Р. И., и Сюй В. (2013). Моделирование, анализ и подавление влияния полномасштабных ветроэнергетических преобразователей на подсинхронное демпфирование. IEEE Syst. J. 7, 700–712. doi: 10.1109 / JSYST.2012.2226615

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Каней, И. М. (1982). Новый подход к торсионному взаимодействию и электрическому демпфированию синхронной машины. Часть I: Теория. IEEE Trans. Power Appar. Syst. ПАС-101, 3630–3638. doi: 10.1109 / TPAS.1982.317048

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Dong, D., Wen, B., Boroyevich, D., Mattavelli, P., and Xue, Y. (2015). Анализ низкочастотной устойчивости контура фазовой автоподстройки частоты в трехфазных преобразователях мощности, подключенных к сети, с учетом импедансных взаимодействий. IEEE Trans. Ind. Electron. 62, 310–321. doi: 10.1109 / TIE.2014.2334665

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Du, W., Би, Дж., Цао, Дж. И Ван, Х. Ф. (2016). Метод исследования влияния сетевого подключения DFIG на режимы электромеханических колебаний энергосистемы. IEEE Trans. Power Syst. 31, 3775–3784. doi: 10.1109 / TPWRS.2015.2494082

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Du, W., Chen, X., and Wang, H. F. (2017a). Электромеханические режимы колебаний энергосистемы под влиянием динамических взаимодействий от подключенных к сети PMSG для ветроэнергетики. IEEE Trans.Поддерживать. Energ. 8, 1301–1312. doi: 10.1109 / TSTE.2017.2677094

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Du, W., Fu, Q., and Wang, H. (2017B). Подсинхронные колебания, вызванные модальной связью без обратной связи между линией HVDC на базе VSC и энергосистемой. IEEE Trans. Power Syst 33, 3664–3677. DOI: 10.1109 / TPWRS.2017.2771764

    Du, W., Fu, Q., and Wang, H. (2020a). Анализ момента затухания стабильности постоянного напряжения сети MTDC для ветроэнергетики. IEEE Trans. Power Deliv. 35, 324–338. doi: 10.1109 / TPWRD.2019.2933641

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Du, W., Fu, Q., and Wang, H. (2018b). Подсинхронные колебания, вызванные разомкнутой модальной связью между линией постоянного тока постоянного тока на основе VSC и энергосистемой. IEEE Trans. Power Syst. 33, 3664–3677. doi: 10.1109 / TPWRS.2017.2771764

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Du, W., Wang, Y., Wang, H., Xiao, X., Wang, X., and Xie, X. (2020b).Аналитическое исследование усиливающего эффекта слабого сетевого соединения для DFIG, чтобы вызвать крутильные субсинхронные колебания. IEEE Trans. Power Deliv. 35, 1928–1938. doi: 10.1109 / TPWRD.2019.2957005

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Du, W., Wang, Y., Wang, Y., Wang, H., and Xiao, X. (2021). Аналитическое исследование колебательной устойчивости ветряной электростанции PMSG, подключенной к сети, на основе модели блок-схемы. IEEE Trans. Power Syst. , 1.doi: 10.1109 / TPWRS.2021.3077121

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Fan, L., Kavasseri, R., Miao, Z. L., and Zhu, C. (2010). Моделирование ветропарков на основе DFIG для анализа SSR. IEEE Trans. Power Deliv. 25, 2073–2082. doi: 10.1109 / TPWRD.2010.2050912

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Fu, Q., Du, W., Wang, H.F., Ren, B. (2021a). Анализ колебаний мощности слабых сигналов в системе передачи электроэнергии MTDC. IEEE Trans. Power Syst. 36, 3248–3259. doi: 10.1109 / TPWRS.2020.3043041

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Fu, Q., Du, W., Wang, H., Ren, B., and Xiao, X. (2021b). Анализ устойчивости слабого сигнала системы VSC-MTDC для исследования колебаний постоянного напряжения. IEEE Trans. Power Syst. , 1. doi: 10.1109 / TPWRS.2021.3072399

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гао, Б., Ли, Р., Ян, Д., и Сун, Р. (2015). Демпфирующие характеристики и меры противодействия субсинхронным колебаниям DFIG. Электр. Power Autom. Оборудуйте. 35, 11–20. doi: 10.16081 / j.issn.1006-6047.2015.12.002

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хансен, А. Д., Михалке, Г. (2009). Многополюсные синхронные генераторы с постоянными магнитами. Возможность поддержки сети ветряных турбин в бесперебойной работе во время сбоев в сети. IET Renew. Генератор мощности. 3 (3), 333–348. doi: 10.1049 / iet-rpg.2008.0055

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    IEEE Subsynchronous Resonance Task Force (1977).Первая эталонная модель для компьютерного моделирования подсинхронного резонанса. IEEE Trans. Power Appar. Syst. 96, 1565–1572. doi: 10.1109 / T-PAS.1977.32485

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Jiang, Z., Cheng, S., Fu, Y., and Liao, X. (2000). Анализ подсинхронного резонанса энергосистемы с TCSC. Proc. CSEE 20, 47–52. doi: 10.13334 / j.0258-8013.pcsee.2000.06.012

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лю, Х., Се, X., Хе, Дж., Xu, T., Yu, Z., Wang, C., et al. (2017). Подсинхронное взаимодействие между ветряными электростанциями с прямым приводом на основе PMSG и слабыми сетями переменного тока. IEEE Trans. Power Syst. 32, 4708–4720. doi: 10.1109 / TPWRS.2017.2682197

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Насири М., Милимонфаред Дж. И Фатхи С. Х. (2015). Обзор методов повышения сквозного прохода низкого напряжения для ветряных турбин на основе синхронных генераторов с постоянными магнитами. Обновить. Sust. Energ. Ред. 47, 399–415.doi: 10.1016 / j.rser.2015.03.079

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Насири, М., и Мохаммади, Р. (2017). Ограничение пикового тока для инвертора на стороне сети путем ограничения активной мощности в ветряных турбинах на основе PMSG при различных неисправностях сети. IEEE Trans. Поддерживать. Energ. 8 (1), 3–12. doi: 10.1109 / TSTE.2016.2578042

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ni, Y., Chen, S., and Zhang, B. (2002). Теория и анализ динамики энергосистемы .Пекин: Цинхуа Пресс.

    Пиясингхе, Л., Мяо, З., Хазаей, Дж., И Фан, Л. (2015). Анализ SSR на основе модели импеданса для систем доставки ветровой энергии типа 3 с компенсацией TCSC. IEEE Trans. Поддерживать. Energ. 6, 179–187. doi: 10.1109 / TSTE.2014.2362499

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Wang, Y., Du, W., and Wang, H. (2021). Анализ подсинхронных колебаний в энергосистеме с несколькими машинами, вызванных объединением нескольких ветряных электростанций на основе метода улучшенного комплексного коэффициента крутящего момента. Proc. CSEE 41, 2383–2395. doi: 10.13334 / j.0258-8013.pcsee.1

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Xie, X., Wang, L., He, J., Liu, H., Wang, C., and Zhan, Y. (2017). Анализ типов подсинхронных резонансов / колебаний в энергосистемах. Power Syst. Technol. 41, 1043–1049. doi: 10.13335 / j.1000-3673.pst.2016.2641

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Xiong, L., Liu, X., Liu, Y., and Zhuo, F. (2020). Проблемы моделирования и устойчивости энергосистем с преобладанием преобразователя напряжения: обзор. Csee Jpes , 1–18. doi: 10.17775 / CSEEJPES.2020.03590

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Xiong, L., and Zhuo, F. (2013). «Новый метод балансировки постоянного напряжения для каскадных STATCOM», Двадцать восьмая ежегодная конференция и выставка IEEE Applied Power Electronics, 2013, Лонг-Бич, 17–21 марта 2013 г. (IEEE), 924–929. doi: 10.1109 / APEC.2013.6520321

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Xu, Z. (2000). Анализ применимости подхода комплексного коэффициента крутящего момента и его реализация с помощью моделирования во временной области. Proc. CSEE 20, 2–5. doi: 10.13334 / j.0258-8013.pcsee.2000.06.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Zhang, K., Zhou, B., Or, S. W., Li, C., Chung, C. Y., and Voropai, N. I. (2021). Оптимальное скоординированное управление системой производства многократных возобновляемых источников в водород для водородных заправочных станций. IEEE Trans. Ind. Applicat. , 1. doi: 10.1109 / TIA.2021.3093841

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Zhang, M., Xiao, S., Tian, ​​T., Zhang, H.Х., Би, Т. С., и Лян, Ф. Б. (2018). Анализ влияющих факторов SSO и корректировка параметров для ветряной электростанции с полным преобразователем, подключенной к сети, на основе чувствительности к сопротивлению. Power Syst. Technol. 42, 2768–2777. doi: 10.13335 / j.1000-3673.pst.2018.0687

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Zhou, B., Zhang, K., Chan, K. W., Li, C., Lu, X., Bu, S., et al. (2021 г.). Оптимальное согласование электромобилей для виртуальных электростанций с динамическим распределением спектра связи. IEEE Trans. Ind. Inf. 17, 450–462. doi: 10.1109 / TII.2020.2986883

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Подключенный к сети ветрогенератор переменной скорости, приводящий в действие нечетко управляемый PMSG и связанный с системой накопления энергии маховиком

    https://doi.org/10.1016/j.epsr.2019.106137Получить права и контент

    Основные моменты

    Ветрогенератор с регулируемой скоростью на основе PMSG, с MPPT и регулировкой угла тангажа.

    Нечеткий контроллер PMSG улучшает отслеживание и колебания тока по сравнению с PI.

    Система накопления энергии с маховиком IM используется для регулирования потока энергии в сети.

    Сетевой преобразователь управляется для получения напряжения и частоты, необходимых для сети.

    Реферат

    В этой статье мы предлагаем систему преобразования энергии ветра с переменной скоростью на основе синхронного генератора на постоянных магнитах (PMSG). Предлагается и моделируется полная модель системы с несколькими контроллерами.Предлагаются и исследуются два контроллера для регулирования тока от PMSG, первый представляет собой простой ПИ-регулятор, а второй использует нечеткий компонент для улучшения характеристик отслеживания. Система накопления энергии с маховиком (FESS) связана с предлагаемым ветрогенератором с регулируемой скоростью (VSWG). FESS подключается к ступени шины постоянного тока, чтобы регулировать мощность, подаваемую в сеть. Проще говоря, если вырабатываемая мощность превышает потребность, избыток сохраняется в FESS для использования при возникновении нехватки.В этом сценарии VSWG управляется для захвата максимальной энергии ветра с помощью метода отслеживания точки максимальной мощности (MPPT). Чтобы поддерживать эту работу, когда частота вращения турбины превышает номинальную, мы применяем регулятор угла наклона. FESS основан на индукционной машине с короткозамкнутым ротором (IM), соединенной с маховиком. Управляемый сетевой преобразователь позволяет обмениваться активной и реактивной мощностью с сетью. Предлагается подключение к сети на основе пропорционального интеграла (PI), которое контролирует амплитуды тока и напряжения, а также частоту, передаваемую в сеть.Целью управления преобразователем является достижение разделенного управления активной и реактивной мощностью, подходящего для работы с единичным коэффициентом мощности.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.