Инвертор для автономных систем электроснабжения

Актуальность. В автономных системах электроснабжения, работающих на возобновляемых источниках энергии, применяются автономные инверторы (АИ), преобразующие напряжение постоянного тока в переменный ток. Анализ известных структурных решений АИ показал, что они имеют недостатки: низкие показатели надёжности работы из-за большого числа силовых электронных приборов и, соответственно, повышенные массогабаритные показатели. Предложена функциональная схема АИ, где применяется промежуточное высокочастотное преобразование электроэнергии, имеющего уменьшенное количество силовых электронных приборов за счёт трансформатора первичная и вторичная обмотки которого имеет выводы средних точек, высокочастотное напряжение реверсивным выпрямителем преобразуется до уровня промышленной частоты. Разработан алгоритм работы автоматической системы управления АИ по преобразованию и стабилизации напряжения. Предложенные схемотехнические решения АИ позволили повысить надёжность работы инвертора и улучшить его массогабаритные показатели.

Цель исследования – разработать функциональную схему автономного инвертора с улучшенными показателями надёжности и массогабаритными показателями, а также алгоритм работы его автоматической системы управления.

Объект исследования: структурные и функциональные схемы автономных инверторов.

Материалы и методы. При проведении исследований применялись методы теоретических основ электротехники, силовой электронной преобразовательной техники и методы статистической обработки информации.

Результаты и выводы. Разработанное структурно-схемное решение преобразователя напряжения постоянного тока в синусоидальное напряжение переменного тока, выполненное с использованием промежуточного высокочастотного преобразования, имеет улучшенные показатели надёжности и массогабаритные показатели в сравнении с известными техническими решениями АИ, за счёт уменьшения количества электронных приборов в силовой части преобразователя и упрощения схемы управления.

1. Григораш О. В., Денисенко Е. А., Квитко А. В., Грищенко Д. Н., Барышев П. Г. Энергоэффективные и энергосберегающие автономные системы электроснабжения на ветро-солнечных электростанциях для малых фермерских хозяйств: монография. Краснодар: КубГАУ, 2023. 180 с.

2. Денисенко Е. А., Барышев П. М. Особенности проектирования солнечных фотоэнергетических станций: монография. Краснодар: КубГАУ, 2022. 120 с.

3. Saymbetov A., Nurgaliyev M., Kuttybay N., Abdullozoda M., Dosymbetova G., Tukymbekov D. Design of autonomous mobile PV system for remote regions. 16th International Conference on Engineering of Modern Electric Systems (EMES). Oradea, Romania, 2021. Pp. 1-4.

4. Григораш О. В., Даус Ю. В., Денисенко Е. А., Коломейцев А. Э. Структурно-схемные решения солнечных автономных инверторов. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 2 (70). С. 439-450.

5. Кашин Я. М., Копелевич Л. Е., Самородов И. Б., Ким В. А., Артенян К. З. Ветро-солнечный генератор и его характеристики. Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ». 2019. № 6. С. 201-214.

6. Лаврик А. Ю., Жуковский Ю. Л., Лаврик А. Ю., Булдыско А. Д. Особенности выбора оптимального состава ветро-солнечной электростанции с дизельными генераторами. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2020. Т. 22. № 1. С. 10-17.

7. Капустин И. В., Лукашенков А. А. Анализ и исследование систем управления автономным инвертором напряжения. Известия ТулГУ. Технические науки. 2019. Вып. 1. С. 118-125.

8. Kou G., Le Chen, VanSant Ph., Velez-Cedeno F., Liu Y.Fault Characteristics of Distributed Solar Generation. IEEE Transactions on Power Delivery. 2020. V. 35. I. 2.

9. Grab R., Hans F., Mariano Ivan Rojas Flores, Schmidt H., Soenke Rogalla, Engel B. Modeling of Photovoltaic Invertor Losses for Reactive Power Provision. IEEE Access. 2022. V. 10.

10. Serban E., Pondiche C., Ordonez M. Modulation Effects on Power-Loss and Leakage Current in ThreePhase Solar Invertor. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2019. V. 34. I. 1.

11. Усков А. Е. Выбор оптимального резервного источника электроснабжения. Сельский механизатор. 2022. № 1. С. 36-38.

12. Измайлов А. Ю., Дидманидзе О. Н., Асадов Д. Г. и др. Техническая эксплуатация мобильных электроагрегатов. Москва: ООО "Триада", 2016. 320 с.

13. Дидманидзе О. Н., Солнцев А. А., Парлюк Е. П., Пуляев Н. Н. Основы эффективного использования накопителей энергии в тягово-транспортных средствах. Москва: Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К. А. Тимирязева, 2020. 200 с. References 1. Grigorash O.