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

Исследовательский проект «Механизм преобразования энергии молнии в удобный для использования формат»

Цель: доказать возможность использования энергии молнии и рассчитать механизм устройства громовой электростанции. Главные задачи: оценить запасы энергии молнии и разработать механизм накопления ее; произвести расчеты параметров грозовой электростанци…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Альтернативные источники энергии. Создание модели действующего ветрогенератора»

Цель: изучить альтернативные источники энергии и рассказать о них, разработать и создать модель ветряной стации для электроснабжения дома. Задачи: найти подходящую информацию об альтернативных способах получения электроэнергии и проанализировать её;…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Солнечная энергетика для дома»

Цель работы заключается в выяснении целесообразности использования солнечных панелей для обеспечения электричеством частных домовладений, особенно в Ставропольском крае. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: Изучить принцип дейст…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Биотопливо- топливо будущего»

Целью проекта является получение биотоплива 3 поколения на базе лабораторий РХТУ им. Д.И. Менделеева и изучение его перспектив в качестве альтернативного источника энергии. Задачи исследования: Получить базовые знания в области возобновляемых природн…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Дом под солнцем»

Актуальность: мировая энергетика стоит на пороге больших перемен. От добываемой человечеством энергии зависит вся наша жизнь: работа промышленности, транспорта, городов, бытовых устройств. Запасы горючих полезных ископаемых истощаются. В будущем чело…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Будущее за солнечной энергетикой»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Энергия играет ключевую роль в природе и жизни окружающего мира. С древних времен человечество стремилось понять и использовать энергию для удовлетворения своих потребностей. Сегодня, в условиях стремительного развития технологий и растущих запросов…
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