Главная Работы на конкурс Предметное образование Физико-математические дисциплины Научно-исследовательский проект «Моделирование аномальных режимов ветроэлектрических установок с использованием функций чувствительности»

Научно-исследовательский проект «Моделирование аномальных режимов ветроэлектрических установок с использованием функций чувствительности»

Автор: Армароли Ангелина Робертовна

Место работы/учебы (аффилиация): ЦДО "Малая академия наук", г. Севастополь, 10 класс

Научный руководитель: Канов Лев Николаевич

Применение нетрадиционных источников электроэнергии в настоящее время является актуальной задачей. В связи с ухудшающейся экологической обстановкой ветроэнергетика является приоритетным направлением в комплексе развития нетрадиционных источников электроэнергии. Это особенно актуально для потребителей удаленных районов, где есть затруднения со стационарным электроснабжением, и в качестве альтернативных источников электрической энергии выступают автономные ветроэлектрические установки (ВЭУ) небольшой мощности.

Основной особенностью автономных ВЭУ является необходимость работы в условиях изменения скорости ветра и нагрузки электрического генератора. Изменение скорости ветра приводит к изменению скорости вращения генератора. Изменение нагрузки генератора приводит к изменению момента сопротивления генератора и также к изменению скорости его вращения. Автономные ВЭУ небольшой мощности обычно не имеют редукторов и механических систем регулирования скорости вращения. Опыт эксплуатации таких ВЭУ показывает, что зачастую их работа неустойчива: при плавных изменениях скорости ветра или нагрузки генератора скорость вращения меняется резко, скачком, что приводит к ударным усилиям и нежелательно.

Целью работы является повышение надежности работы автономной ветроэлектрической установки (ВЭУ) небольшой мощности путем определения областей устойчивости ее режима при изменении скорости ветра и нагрузки электрического генератора. Для достижения этой цели поставлены задачи:

  • математическое описание электрического генератора;
  • построение математической модели ветроколеса;
  • формирование основного уравнения ВЭУ;
  • выявление особенностей режима ВЭУ при изменении скорости ветра и нагрузки генератора с применением функций чувствительности.

Объектом исследования является автономная ветроэлектрическая установка небольшой мощности, предназначенная для получения электрической энергии.

Предметом исследования является основное уравнение режима подобной ветроэлектрической установки.

Для решения поставленных задач применены методы математического моделирования; метод графического решения нелинейного алгебраического уравнения; математическая теория устойчивости динамических систем. В целом работа имеет теоретический характер; ее результаты должны быть использованы при проектировании систем управления режимом автономной ВЭУ небольшой мощности.

Научная новизна:

  • получила дальнейшее развитие математическая аппроксимация характеристики момента ветроколеса, которая более точно, чем существующие отражает опытные данные;
  • сформировано и графически решено основное уравнение скорости ВЭУ в условиях изменяющейся скорости ветра и нагрузки генератора;
  • в трехмерном пространстве впервые построена поверхность зависимости скорости ВЭУ от скорости ветра и нагрузки генератора и объяснены особенности динамического поведения ВЭУ;
  • впервые определены области устойчивости скорости ВЭУ в пространстве параметров ее режима.

Практическая ценность полученных теоретических результатов состоит в использовании их для построения электронной системы управления нагрузкой электрического генератора с целью предотвращения выхода его из области устойчивой работы в условиях изменяющейся скорости ветра, а также работе в режиме максимальной мощности. Использование результатов работы позволит избежать ударных изменений скорости ВЭУ и улучшить надежность ее работы.

Загрузчик Загрузка...
Логотип EAD Слишком долго?

Перезагрузка Перезагрузить документ
| Открыть Открыть в новой вкладке

Скачать Научно-исследовательский проект «Моделирование аномальных режимов ветроэлектрических установок с использованием функций чувствительности» [649.46 KB]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Исследовательская работа «Альтернативные источники энергии для территории Брянской области»

Для того чтобы человечество существовало и стремительно развивалось, необходимо постоянно улучшать способы получения энергии. Поиск новых источников энергии и развитие альтернативных способов получения энергии – это основная приоритетная задача челов…
Посмотреть работу

Идея «Создание биоэлектрических систем, использующих микробные топливные элементы»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Предлагаемая инновационная идея заключается в создании биоэлектрических систем, которые используют микробные топливные элементы (MFC — microbial fuel cells) для генерации электроэнергии из органических отходов. Основная суть идеи — извлечение энергии…
Посмотреть работу

Исследователькая работа «Альтернативные источники энергии, их преимущества и недостатки»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель: изучить альтернативные, нетрадиционные способы получения энергии и рассказать о них. Задачи: Найти подходящую информацию и проанализировать её. Выяснить, что такое альтернативные источники энергии. Узнать, какие существуют способы получения эне…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Альтернативные источники энергии»

Ежедневно человеку в современном мире просто необходима электрическая энергия. В ней нуждаются абсолютно все, не только  большие предприятия, но и  в быт. Для ее выработки ежегодно тратится большое количество средств, именно из-за этого счета за элек…
Посмотреть работу

Проект «Альтернативная энергетика России»

Каждый день мы пользуемся электрической энергией, даже не задумываясь, откуда она берется. И уж тем более не думаем, какие типы электростанций ее выработали. В России чаще всего встречаются тепловые, атомные и гидроэлектростанции, но  так же существу…
Посмотреть работу

Индивидуальный проект «Альтернативные источники энергии»

Цель исследования: оценить потенциал альтернативных источников энергии для снижения зависимости от традиционных источников, таких как уголь, нефть и природный газ, и их влияние на окружающую среду. Задачи исследования: Оценить экономическую эффективн…
Посмотреть работу

Мероприятие завершено

Конкурс, в котором работа участвует

IV Международный конкурс исследовательских работ школьников «Research start 2021/2022»

Направление

Физико-математические дисциплины

Форма представления работы

Научно-исследовательский проект

Ключевые слова

Проект "Альтернативная энергетика"

Дата публикации работы

06.05.2022