Kompensacja mocy biernej generatorów indukcyjnych (asynchronicznych) w małych elektrowniach wodnych

• Autorzy: Koczara W. , Górski D. , Iwański G. , Tępiński J. , Wiśniewski J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Generatory indukcyjne klatkowe cechuje łatwość przyłączenia do sieci elektroenergetycznej i duży zapas stabilności. Cecha ta spowodowała dość obszerne ich wykorzystanie w małych elektrowniach o niezbyt stabilnym niekontrolowanym napędzie, np. w elektrowniach wiatrowych i wodnych. Jednakże generatory te, jako źródło energii czynnej, mają niekorzystną cechę w postaci dużego zapotrzebowania na energię bierną indukcyjną. W zasadzie oczekuje się, aby źródło energii elektrycznej dostarczało zarówno mocy czynnej, jak i mocy biernej, tak jak np. generatory synchroniczne z uzwojonym wirnikiem. Natomiast generator indukcyjny (asynchroniczny), np. o 3 parach biegunów i mocy znamionowej 110 kW, pobiera ok. 60 kVAr mocy indukcyjnej (prąd indukcyjny 86 A). Wraz ze zmianą punktu pracy generatora zmianie ulega wartość generowanej przez niego mocy czynnej, a także i pobieranej mocy biernej. W sytuacji braku obciążenia prąd biegu jałowego, czyli prąd indukcyjny, wynosi 66 A. Tak znaczne wartości prądu biernego pobieranego z sieci są przyczyną powstawania strat energii czynnej w sieci dystrybucyjnej. Dla zapobieżenia tym stratom wprowadzono obciążenia finansowe za pobór energii biernej przez małe elektrownie stosujące generatory indukcyjne.

EN

Paper describes reactive power compensation of generation systems proposed to small hydro power station. In small hydro power stations are usually applied as generators cage induction (asynchronous) machines. The induction generator, connected directly to grid, delivers active power but simultaneously is significant consumer of reactive lagging power. Conventional compensation, related to capacitor bank application, is not effective. In case of full compensation transient states of load disconnection may cause danger overvoltage. Therefore such compensation is very limited and still large amount of lagging power is demanded. Developed compensator, based on DC/AC three level power electronic converter, delivers stepless leading reactive power. Control system provides precise values of produced three phase sinusoidal leading current and then the generation system produces only active power. Simulation and laboratory tests confirm high dynamics of reactive power controller and full compensation in steady state.

Słowa kluczowe

PL

elektrownia wodna; generator indukcyjny; kompensacja mocy biernej

EN

hydropower; induction generator; reactive power compensation

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 13, nr 9
• Strony: 144--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Koczara W.

autor

Górski D.

autor

Iwański G.

autor

Tępiński J.

autor

Wiśniewski J.

• Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Instrukcja ruchu i eksploatacji sieci przesyłowej. Warunki korzystania, prowadzenia ruchu eksploatacji i planowania rozwoju sieci. Polskie Sieci Elektroenergetyczne Operator SA. Wersja 1.2.
• [2] ROZŁUCKI W.: Kompensacja mocy biernej w małych elektrowniach wodnych (MEW). ELMA ENERGIA.
• [3] STRZELECKI R., BENYSEK G. (RED.): Power Electronics in Smart Electrical Networks. Springer Verlag, London 2008.
• [4] KOCZARA W., RUKAT M., TEOFILAK R., GRZESIAK L.: Active filter operation providing unity power factor for drives and battery charging. Proceedings of International Conference INTELEC95-PES-IEEE, Power Electronics Society of the IEEE, 29 October-l November 1995, Hague, Netherlands.
• [5] DAKYO B., LE BUNETEL J.C., PROTIN. L., KOCZARA W.: Single Phase Active Filter Power Correction. Proc. of 6th European Power Electronics & App. Conference EPE'95, 19-21 September 1995, Sevilla, Spain.
• [6] KOCZARA W., DAKYO B., PROTIN L.: AC/AC Three phase Converter operating with Unity Power Factor and Sinusoidal Input Current. Proc. of 6th European Power Electronics & App. Conf. EPE'95, 19-21 September 1995, Sevilla, Spain.
• [7] KOCZARA W., RUKAT M., TEOFILAK R., GRZESIAK L.: Active filter operation providing unity power factor for drives and battery charging. Proceedings of International Conference INTELEC95-PES-IEEE, Power Electronics Society of the IEEE, 29 October l November 1995, Hague, Netherlands.
• [8] KOCZARA W., RUKAT M., TEOFILAK R., PATTERSON E.B.: High Quality Output Current Non Active Power Compensator. Proc. of Int. Conference on Power Quality. Nov. 7-9, 1995, Bremen, Germany.
• [9] TEOFILAK R., KOCZARA W.: Reactive Power Compensation by Power Electronic Drive. Proceedings of the International Symposium on Industrial Electronics ISIE'96 - IEEE, June 17-20, 1996, volume l, pp. 283-287.