Разработка и исследование испытательного стенда для проверки инверторов солнечных электростанций на соответствие требованиям к работе при провалах напряжения

Целью работы является разработка и реализация эмулятора, способного генерировать в сети в непосредственной близости от фотоэлектрических электростанций провал напряжения заданной глубины и длительности для проверки на соответствие требованиям поддержания непрерывности электроснабжения при низком напряжении.
Область применения: Результаты работы могут применяться для создания мобильных эмуляторов для тестирования электростанций установленной мощности до десятков МВт.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 13
1. Сетевые кодексы и их актуальность ……………………………………………………… 17
1.1. Описание объекта исследования ……………………………………………………… 17
1.2. Требования сетевых кодексов………………………………………………………….. 19
1.3. LVRT способность ………………………………………………………………………….. 26
1.4. Моделирование инвертора ………………………………………………………………. 31
2. Эмуляторы провала напряжения …………………………………………………………… 33
2.1. Типы эмуляторов…………………………………………………………………………….. 33
2.2. Эмулятор на основе синхронного генератора…………………………………… 36
2.3. Эмулятор на основе инвертора (двухзвенного преобразователя) ……… 41
2.4. Эмулятор на основе делителя напряжения ………………………………………. 45
3. Сборка реального эмулятора…………………………………………………………………. 49
3.1. Описание установки ……………………………………………………………………….. 49
3.2. Расчёт элементов эмулятора ……………………………………………………………. 50
3.2.1. Сопротивление автотрансформатора ………………………………………….. 50
3.2.2. Расчёт сопротивлений эмулятора……………………………………………….. 54
3.2.3. Расчёт мощности солнечных панелей ………………………………………… 56
3.3. Управление реле для переключения ветвей ……………………………………… 58
4. Тестирование и анализ применения эмулятора ……………………………………… 61
4.1. Сравнение результатов физического эксперимента и PSIM
моделирования ……………………………………………………………………………………… 61
4.2. Использование записывающего устройства …………………………………….. 65
4.3. Анализ изменения напряжения в ходе эмуляции ……………………………… 68
4.4. Расчет пределов применения эмулятора относительно максимальных
значений тока………………………………………………………………………………………… 70
4.5. Совместимость эмулятора с различными СЭС…………………………………. 73
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 78
5.1. Описание проекта и потенциальные потребители ……………………………. 79
5.2 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………. 80
5.3. SWOT-анализ………………………………………………………………………………….. 83
5.4. Организация и планирование работ …………………………………………………. 85
5.5. Расчет сметы затрат на исследование ………………………………………………. 88
5.6. Оценка экономической эффективности НИР …………………………………… 94
6. Социальная ответственность ………………………………………………………………… 98
6.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности. …. 98
6.2. Производственная безопасность ……………………………………………………. 102
6.3. Экологическая безопасность………………………………………………………….. 110
6.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………. 111
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 115
Источники ……………………………………………………………………………………………… 116
Приложение А. Схема эмулятора на основе инвертора ……………………………. 121
Приложение Б. Расчёт величин сопротивлений эмулятора ………………………. 122
Приложение В………………………………………………………………………………………… 123