Смеситель двух источников электричества Опции

[MaxN]

Добрый день!
Подскажите пожалуйста, схему или любую другую информацию которая может помочь со следующим вопросом: есть два источника электричества (электросеть и дизельгенератор (1кВт)), предположим нагрузка потребителя до 5кВт, необходимо смешивать электричества таким образом чтобы 1кВт потреблялся от генератора, а остаток от электросети. Буду благодарен от любой полезной информации по данному вопросу.
С уважением, Максим

[Herz]

Это довольно сложная задача и при мощности дополнительного источника в 1кВт, скорее всего, экономически убыточна. Лучшим решением, наверное, было бы разделение, по возможности, потребителей энергии. Иначе объединение источников придётся делать на постоянном токе: выпрямить обе сети, запитать ими (с контролем потребления по обоим направлениям) общий преобразователь DC/AC.

[Methane]

Это довольно сложная задача и при мощности дополнительного источника в 1кВт, скорее всего, экономически убыточна. Лучшим решением, наверное, было бы разделение, по возможности, потребителей энергии. Иначе объединение источников придётся делать на постоянном токе: выпрямить обе сети, запитать ими (с контролем потребления по обоим направлениям) общий преобразователь DC/AC.

Не все так плохо, есть несколько путей и без постоянки, но ИМХО автор что-то напутал.

[Herz]

Не все так плохо, есть несколько путей и без постоянки, но ИМХО автор что-то напутал.

А какие это пути? Мне в голову почему-то другие не приходят.

[Methane]

А какие это пути? Мне в голову почему-то другие не приходят.

1. Трансформатор с двумя обмотками, синхронный генератор и небольшой комп, который управляет компом который управляет дизелем.
2. Просто асинхронник который подключен параллельно сети и который крутится немного быстрее чем 50гц*на число полюсов.

Это первое что в голову пришло.

[Herz]

1. Трансформатор с двумя обмотками, синхронный генератор и небольшой комп, который управляет компом который управляет дизелем.
2. Просто асинхронник который подключен параллельно сети и который крутится немного быстрее чем 50гц*на число полюсов.

Это первое что в голову пришло.

Да нет, сомневаюсь я. И в том, и в другом случае проблемы с синхронизацией. К плачевному результату могут привести.

[Methane]

Да нет, сомневаюсь я. И в том, и в другом случае проблемы с синхронизацией. К плачевному результату могут привести.

Сомневайтесь. В первом случае только проблемы с синхронизацией.

[Microwatt]

Да нет, сомневаюсь я. И в том, и в другом случае проблемы с синхронизацией. К плачевному результату могут привести.

Вообще-то эта проблема решается на любой электростанции. Она должна отдавать "сколько может" в сеть.
Дело в том, что обычный электродвигатель переменного тока, включенный в сеть, будет вращаться с некоторой скоростью. Стоит только попытаться увеличить его скорость, как он автоматически превращается в генератор. Синхронность получится автоматически. Маломощный двигатель ДВС при хорошем электрогенераторе просто не выдержит соревнования с сетью. Она его "затянет" в свою синхронизацию.
Подобным образом включают в общепромышленную сеть мощные ветрогенераторы. Там только следят за моментом включения, выравнивая, насколько возможно, скорость и фазу, включают через небольшой балласт, потом , когда скорости уравняются, коротят балласты мощным контактором.
Ну, более современные подключают тиристорами в момент уравнивания фаз.
Так что МК опять не пригодился )

[barabek]

Добрый день!
Подскажите пожалуйста, схему или любую другую информацию которая может помочь со следующим вопросом: есть два источника электричества (электросеть и дизельгенератор (1кВт)), предположим нагрузка потребителя до 5кВт, необходимо смешивать электричества таким образом чтобы 1кВт потреблялся от генератора, а остаток от электросети. Буду благодарен от любой полезной информации по данному вопросу.
С уважением, Максим

Я, как судовой электромеханник по образованию, скажу что задача не сложная. На судах не один генератор, а несколько. И они прекрасно синхронизируются друг с другом. Вводятся и выводятся при изменении общей нагрузки. В том числе и с береговой сетью. Но длительная параллельная работа с береговой сетью, из соображений безопасности, запрещена. Перед включением генератора в работающую сеть (без разницы - это другой такой/такие же генераторы или единая сеть ЧУБАЙСЭНЕРГО), необходимо соблюсти 3 требования - равенство напряжений, равенство частот и равенство фаз. Естественно идеального равенства не получится. Поэтому, при ручном вводе в параллель, смотрят по частотомерам чтобы разница частот была небольшой, при этом частота вводимого генератора была чуть больше сети, а дальше по синхроноскопу (такой прибор с лампочками или стрелкой - устройство простое) смотрим когда указатель показывает 11 часов (физически это означает что фаза генератора вот-вот догонит фазу сети и они совпадут) и включают автомат генератора. Есть и автоматические устройства ввода в параллель и распределения нагрузки. Частота генератора должна быть именно больше, иначе при включении автомата генератор перейдет в двигательный режим и будет подгружать сеть (хотя для Вас это не так актуально), кроме этого для дизеля это тоже не очень хорошо. Не знаю почему. По этому алгоритму делаете свое устройство синхронизации. Распределение активной мощности между генератором и сетью обеспечивается управлением топливной рейки дизеля. Оно и понятно - газку поддаем, увеличиваем мощность, отдаваемую дизелем. Естественно, что синхронный генератор не может в таком случае рассинхронизироваться с сетью, кроме аварийных ситуаций - но тогда кирдык, не просто к.з. а супер к.з. (извините за терминологию ). Напряжением возбуждения генератора производим перераспределение реактивной нагрузки между сетью и генератором. Можно настроить так, что реактивная составляющая будет потребляться только от сети - за нее все равно платить не нужно, зато меньше будут греться обмотки Вашего генератора.

[Methane]

Я, как судовой электромеханник по оброзованию, скажу что задача не сложная.

Если задача отдать 10% за какой-то промежуток времени. Не мгновенные 10%. Хотя что нужно автору, не понятно.

[barabek]

Если задача отдать 10% за какой-то промежуток времени. Не мгновенные 10%. Хотя что нужно автору, не понятно.

Какие 10% ? Не понял, про что Вы говорите.

[Methane]

Какие 10% ? Не понял, про что Вы говорите.

Не 10%

предположим нагрузка потребителя до 5кВт, необходимо смешивать электричества таким образом чтобы 1кВт потреблялся от генератора, а остаток от электросети.

Чтобы такое выполнялось за минуту или две, легко сделать. А за к примеру 1мс сложнее.

[Herz]

Вообще-то эта проблема решается на любой электростанции. Она должна отдавать "сколько может" в сеть.

Это совершенно верно, вопрос лишь в "цене решения".

Дело в том, что обычный электродвигатель переменного тока, включенный в сеть, будет вращаться с некоторой скоростью. Стоит только попытаться увеличить его скорость, как он автоматически превращается в генератор. Синхронность получится автоматически. Маломощный двигатель ДВС при хорошем электрогенераторе просто не выдержит соревнования с сетью. Она его "затянет" в свою синхронизацию.

"Затянуть"-то затянет, но при этом генератор автоматически превратитится в мотор и будет вместо восполнения энергии потреблять её от сети. Увеличение же оборотов дизеля действительно может вернуть мотор в генераторный режим, но без синхронизации "соревнующийся" с сетью, то есть фактически работающий на КЗ. И сети, и генератору от этого будет, опять же, только вред.

Я, как судовой электромеханник по образованию, скажу что задача не сложная.

Не сложная? Приведенную Вами методику я бы простой не назвал. Кроме того, Вы совершенно справедливо заметили, что длительная работа в параллель с сетью не рекомендуется.

Перед включением генератора в работающую сеть (без разницы - это другой такой/такие же генераторы или единая сеть ЧУБАЙСЭНЕРГО), необходимо соблюсти 3 требования - равенство напряжений, равенство частот и равенство фаз. Естественно идеального равенства не получится.

Абсолютно справедливо! Но, поскольку когда-то приходилось касаться этой темы, язык не поворачивается назвать её простой. Применительно к киловаттному генератору овчинка мне не выглядит стоящей выделки. Впрочем, буду рад ошибиться - интересно будет узнать результат практического опыта.

[Methane]

величение же оборотов дизеля действительно может вернуть мотор в генераторный режим, но без синхронизации "соревнующийся" с сетью, то есть фактически работающий на КЗ. И сети, и генератору от этого будет, опять же, только вред.

Вы что-то путаете.

[Microwatt]

Это совершенно верно, вопрос лишь в "цене решения".
"Затянуть"-то затянет, но при этом генератор автоматически превратитится в мотор и будет вместо восполнения энергии потреблять её от сети. Увеличение же оборотов дизеля действительно может вернуть мотор в генераторный режим, но без синхронизации "соревнующийся" с сетью, то есть фактически работающий на КЗ. И сети, и генератору от этого будет, опять же, только вред.

Нагрузочная характеристика ДВС все-таки не идеально жесткая. Двигатель автоматически сбавляет обороты при росте механической нагрузки , не глохнет сразу же. Позтому, он отдаст максимально возможную мощность, пытаясь вращать генератор чуть быстрее идеальной скорости. ПРИ ДОСТАТОЧНОЙ мощности электрогенератора никакого КЗ не будет. Ну, выдадим в радиусе 50 метров на 1 вольт больше, чем приходит из сети.
КЗ - режим, когда механическая мощность двигателя намного выше электрической мощности генератора. Тогда генератор просто не сможет поддерживать достаточный нагрузочный момент и таки начнет вращаться со скоростью выше синхронной.
Вопрос решается включением в сеть двигателя/генератора и последующим подключением ДВС через сцепление с некоторым проскальзыванием в момент синхронизации. Далее генератор сам отрегулирует механический момент и скорость, если ДВС имеет обороты без нагрузки чуть выше.
Диссидентов не читал, но осуждаю. Так ДВС не включал, но читал неоднократно. )
В частности, в мощных ветрогенераторах эта проблема так по-простому и решена. Там только приходится следить, чтобы при отсутствии ветра генератор не перешел в двигательный режим, создавая ветер большим вентилятором.
Для сомневающихся на одном 600-киловаттном ветряке, приспособленном для экскурсий, стоит стенд. Там киловаттный движок через редуктор вращает заводную ручку со скоростью 1 об в пару секунд. И рядом счетчик. Желающий может подойти и попробовать "помогать" двигателю, вращая ручку быстрее. С ростом скорости появляется немедленно жесткий момент, вращать становится тяжело, но счетчик начинает вращаться в обратную сторону.

[Methane]

Нагрузочная характеристика ДВС все-таки не идеально жесткая. Двигатель автоматически сбавляет обороты при росте механической нагрузки , не глохнет сразу же. Позтому, он отдаст максимально возможную мощность, пытаясь вращать генератор чуть быстрее идеальной скорости. ПРИ ДОСТАТОЧНОЙ мощности электрогенератора никакого КЗ не будет. Ну, выдадим в радиусе 50 метров на 1 вольт больше, чем приходит из сети.
КЗ - режим, когда механическая мощность двигателя намного выше электрической мощности генератора. Тогда генератор просто не сможет поддерживать достаточный нагрузочный момент и таки начнет вращаться со скоростью выше синхронной.
Вопрос решается включением в сеть двигателя/генератора и последующим подключением ДВС через сцепление с некоторым проскальзыванием в момент синхронизации. Далее генератор сам отрегулирует механический момент и скорость, если ДВС имеет обороты без нагрузки чуть выше.
Диссидентов не читал, но осуждаю. Так ДВС не включал, но читал неоднократно. )

Афигеть! Народ, попросите чтобы вас ктонить покатал на машине. Ничерта дизелю не случается, если его крутить. Торможение двигателем стандартный способ езды. Это даже в ГАИшных билетах указано.

[_Pasha]

Торможение двигателем стандартный способ езды. 

Не смолчу по теме. Включаем на время Т1 нагрузку от сети, и на время Т2 - от дизеля. Для нормальной непрерывной работы - см. пост №2. Остальное - от лукавого, хотя... у Вас эст лишние тенгэ?

[Oldring]

IMHO ничего принципиально сложного кроме вероятной переделки регулятора дизель-генератора и, возможно, самого электрогенератора.

[Огурцов]

Включаем на время Т1 нагрузку от сети, и на время Т2 - от дизеля.

Красиво, +1

[Microwatt]

Афигеть! Народ, попросите чтобы вас ктонить покатал на машине. Ничерта дизелю не случается, если его крутить. Торможение двигателем стандартный способ езды. Это даже в ГАИшных билетах указано.

Кататься, конечно, хорошо, но не совсем понятно от чего туть фигеть и при чем тут торможение двигателем?
В приводе генератора двигатель должен все-таки крутить генератор, передавая туда механическую мощность, а не сам вращаться от него вхолостую или тормозя.

[Methane]

Кататься, конечно, хорошо, но не совсем понятно от чего туть фигеть и при чем тут торможение двигателем?
В приводе генератора двигатель должен все-таки крутить генератор, передавая туда механическую мощность, а не сам вращаться от него вхолостую или тормозя.

Фпрыскиваете солярку - получаете электричество. Не фпрыскиваете солярку - потребляете электричество. Все просто.

[Oldring]

Фпрыскиваете солярку - получаете электричество. Не фпрыскиваете солярку - потребляете электричество. Все просто.

Бывает что получаете не электричество, а тепло в проводах.

[MaxN]

Не 10%

Чтобы такое выполнялось за минуту или две, легко сделать. А за к примеру 1мс сложнее.

Про 1 кВт генератора и 5кВт нагрузки я написал приблизительно, интересует соотношение примерно 50/50%.
Я на сколько понимаю разницы между 2,5квт к 5кВт и 25кВт к 50кВт в исполнении устройства не будет. Или я ошибаюсь?
Да ни какой 1 минуты или 2х, а тем более 1мс (зачем интересно?) - для работы в постоянном режиме.
Зачем? Отвечу чтоб не было вопросов. Для того что бы электроэнергия ветрогенератора "не вылетала в трубу", а использовалась, тем самым уменьшая количество потребляемой из сети электроэнергии.
Если есть какая то полезная информация по данной теме очень прошу написать!
Большое спасибо вам всем, уже хоть что то стало понятно!

Сообщение отредактировал MaxN - Aug 3 2009, 19:34

[Herz]

Бывает что получаете не электричество, а тепло в проводах.

+1. Очень легко могу себе представить, как всё просто и замечательно, если и сеть, и мотор-генератор постоянного тока. Действительно: крутишь быстрее и добавляй в сеть энергию. Но на переменке, да если ещё и трёхфазной... Эх, помолчу...

[Methane]

+1. Очень легко могу себе представить, как всё просто и замечательно, если и сеть, и мотор-генератор постоянного тока. Действительно: крутишь быстрее и добавляй в сеть энергию. Но на переменке, да если ещё и трёхфазной... Эх, помолчу...

Правильно. Все глупости что могли, вы уже сказали.

Про 1 кВт генератора и 5кВт нагрузки я написал приблизительно, интересует соотношение примерно 50/50%.

Август. Телепаты в отпуск уехали.

Я на сколько понимаю разницы между 2,5квт к 5кВт и 25кВт к 50кВт в исполнении устройства не будет. Или я ошибаюсь?

Еще раз. Телепаты в отпуске.

Да ни какой 1 минуты или 2х, а тем более 1мс (зачем интересно?) - для работы в постоянном режиме.
Зачем? Отвечу чтоб не было вопросов. Для того что бы электроэнергия ветрогенератора "не вылетала в трубу", а использовалась, тем самым уменьшая количество потребляемой из сети электроэнергии.
Если есть какая то полезная информация по данной теме очень прошу написать!
Большое спасибо вам всем, уже хоть что то стало понятно!

Та ничего сложного у вас нет.

[Oldring]

Для того что бы электроэнергия ветрогенератора "не вылетала в трубу", а использовалась, тем самым уменьшая количество потребляемой из сети электроэнергии.

Ветряк серийный?

IMHO если производителем предусмотрена возможность подключения его в сеть - тогда все просто, нужно просто прочитать инстрнукцию и подключить. Иначе такую возможность нужно предусматривать самостоятельно, переделывая его электрику и систему управления, что для единичного экземпляра заведомо будет нерентабельно, если только не "поиграться".

[Microwatt]

+1. Очень легко могу себе представить, как всё просто и замечательно, если и сеть, и мотор-генератор постоянного тока. Действительно: крутишь быстрее и добавляй в сеть энергию. Но на переменке, да если ещё и трёхфазной... Эх, помолчу...

Да и в трехфазной сети все так же. Только крутить приходится не с большей скоростью, а с большим моментом.
если сеть многократно мощнее, то попытка крутить быстрее означает попытку посоревноваться с сетью, точнее, принять всю ее нагрузку на себя.
А синхронный генератор в трехфазной сети вроде вещь достаточно обыденная.

[Herz]

Правильно. Все глупости что могли, вы уже сказали.

А Вы, стало быть, столь умны, что даже способны определить, сколько глупостей я могу сказать? Снимаю шляпу...

Да и в трехфазной сети все так же. Только крутить приходится не с большей скоростью, а с большим моментом.
если сеть многократно мощнее, то попытка крутить быстрее означает попытку посоревноваться с сетью, точнее, принять всю ее нагрузку на себя.
А синхронный генератор в трехфазной сети вроде вещь достаточно обыденная.

Боюсь, что не только. Ведь попытка крутить быстрее (действительно, как мы говорим, "посоревноваться с сетью") означает не только попытку повысить напряжение на "своих" обмотках, но и попытку увеличить частоту, а значит, рассогласование фаз, не так ли? Отсюда и увеличение момента. Даже если нагрузка отсутствует вообще. Попытка "тормозить", кстати, должна сопровождаться тем же эффектом, только направления токов будут разными.

[Microwatt]

А Вы, стало быть, столь умны, что даже способны определить, сколько глупостей я могу сказать? Снимаю шляпу...


Боюсь, что не только. Ведь попытка крутить быстрее (действительно, как мы говорим, "посоревноваться с сетью") означает не только попытку повысить напряжение на "своих" обмотках, но и попытку увеличить частоту, а значит, рассогласование фаз, не так ли? Отсюда и увеличение момента.

Да все верно, Вы очень бдительно тут рассматриваете любое поползновение к ереси. Но попытка увеличить частоту тут с негодными средствами.
Мощность сети намного, на два-три порядка выше. И все упрется в локальное незначительное повышение напряжения. Рассогласование фаз немедленно упрется в рост крутящего момента. так что ДВС будет работать на ВЫНУЖДЕННОЙ скорости вращения.
Ну, аналогом может служить работа генератора постоянного тока через диод на пустой аккумулятор. Пока скорость вращения дает ЭДС ниже напряжения на аккумуляторе, это чистый холостой ход. Стоит только повысить скорость до какого-то порога, момент жестко возрастает и , при ограниченной механической мощности Вы просто не сможете увеличить обороты еще выше. Это отлично видно на ветрогенераторе.
Это же самое можно и без диода увидеть. Двигатель будет идти на холостом ходу от аккумулятора. Стоит только начать "помогать" двигателю, как он немедленно упрется, как осел, он перейдет в генераторный режим.
Так люди видят это давно на ветрогенераторах с генератором переменного тока. Турбина мощного ветрогенератора имеет ПОСТОЯННУЮ скорость вращения (синхронную с 50 Гц) без каких-либо регуляторов. Там только проблема не прозевать точку холостого хода, чтобы турбина не начала работать при снижении скорости ветра, как вентилятор.
то Methane
Ну зачем Вы так, про глупости? Herz, как и все, имеет право и сомневаться и ошибаться. Он , насколько я заметил, всегда ведет разговор в деловом и корректном тоне. И не скажу, что человек совсем уж опосля калинарного техникума. Вполне норамально участвует в разных темах, без откровенных глупостей.
Вы без всяких видимых причин нагрубили человеку.... нехорошо!

Сообщение отредактировал Microwatt - Aug 4 2009, 00:01

[barabek]

Боюсь, что не только. Ведь попытка крутить быстрее (действительно, как мы говорим, "посоревноваться с сетью") означает не только попытку повысить напряжение на "своих" обмотках, но и попытку увеличить частоту, а значит, рассогласование фаз, не так ли? Отсюда и увеличение момента. Даже если нагрузка отсутствует вообще. Попытка "тормозить", кстати, должна сопровождаться тем же эффектом, только направления токов будут разными.

Не согласен с Вами. Да, если имеем 2 соизмеримых по мощности генератора, и в одном добавляем подачу топлива (хотя оказывается у нас вовсе и не дизель, а ветер ), тем самым увеличивая забираемую на себя часть общей потребляемой нагрузкой мощности. Второй генератор, соответственно, разгружается и общие обороты и частота растет. Но если имеем маленький генератор по сравнению с сетью, то ни к какому изменению частоты он привести не сможет. Результатом увеличения подводимой от приводного двигателя энергии будет увеличение угла между положением ротора генератора (направлением его вектора магнитного поля) и вектором суммарной эдс этого генератора. Кажется так. Для синхронной машины есть график - нагрузочная характеристика. По оси абсцис - этот угол (если я не путаю), по оси ординат - момент. Упрощенно выглядит как часть синусоиды. При каком-то угле достигается критический момент и происходит срыв синхронизации, как в генераторном, так и в двигательном режиме. Но это уже аварийный режим. И, кстати, еще пример работы синхронного генератора параллельно с сетью - синхронные компенсаторы. Устанавливаются чтобы обеспечивать косинус фи близкий 1. На больших предприятиях, где это требуют энергетики, дабы не греть провода реактивным током. Так вот там синхронный генератор приводится в движение электродвигателем, его возбуждение начинают увеличивать до нужной величины. Т.е. генератор в этом случае ведет себя как большой и переменный конденсатор.
Тут топик-стартер добавил данные, что это оказывается ветряк. Тогда описанный мной выше метод синхронизации вряд-ли реализуем. Подойдет, например, описанный Microwatt. Но от величины - 1кВт или 100 кВт все-таки сильно зависит. Те же реакторы по размерам занчительно будут отличаться. А вообще лучше взять какой-нибудь учебник по электрическим станциям или электроэнергетическим системам. Вариаций и синхронизации и распределения нагрузок очень много. Вплоть до применения инверторов ведомых сетью.
Самая большая сложность,на мой взгляд, это не ввод в параллель или статическое распределение нагрузки, а поведение в динамических режимах.

[Herz]

Мощность сети намного, на два-три порядка выше. И все упрется в локальное незначительное повышение напряжения. Рассогласование фаз немедленно упрется в рост крутящего момента. так что ДВС будет работать на ВЫНУЖДЕННОЙ скорости вращения.
Ну, аналогом может служить работа генератора постоянного тока через диод на пустой аккумулятор. Пока скорость вращения дает ЭДС ниже напряжения на аккумуляторе, это чистый холостой ход. Стоит только повысить скорость до какого-то порога, момент жестко возрастает и , при ограниченной механической мощности Вы просто не сможете увеличить обороты еще выше. Это отлично видно на ветрогенераторе.
Это же самое можно и без диода увидеть. Двигатель будет идти на холостом ходу от аккумулятора. Стоит только начать "помогать" двигателю, как он немедленно упрется, как осел, он перейдет в генераторный режим.

Так в том-то и дело, что с двигателем (генератором) постояноого тока всё именно так, ведь с ростом оборотов изменяется лишь один параметр - э.д.с. Но может ли быть это аналогом для случая с переменным? Уж извините меня за упрямство, считаю, что нет. И ведь дело даже не в соотношении мощностей. Сейчас попытаюсь объяснить, почему.

Так люди видят это давно на ветрогенераторах с генератором переменного тока. Турбина мощного ветрогенератора имеет ПОСТОЯННУЮ скорость вращения (синхронную с 50 Гц) без каких-либо регуляторов. Там только проблема не прозевать точку холостого хода, чтобы турбина не начала работать при снижении скорости ветра, как вентилятор.

Хм, за счёт чего она постоянна? При столь непредсказуемых скоростях ветра? Все те ветряки, которые мне доводилось видеть (не все "вживую", правда) как раз имели регуляторы. И электронные, и механические: с изменяемым углом атаки лопастей и даже с автоматом наклона к горизонту. И это совсем даже не самые дорогие модели...

И не скажу, что человек совсем уж опосля калинарного техникума. Вполне норамально участвует в разных темах, без откровенных глупостей.

Спасибо!

Не согласен с Вами. Да, если имеем 2 соизмеримых по мощности генератора, и в одном добавляем подачу топлива (хотя оказывается у нас вовсе и не дизель, а ветер ), тем самым увеличивая забираемую на себя часть общей потребляемой нагрузкой мощности. Второй генератор, соответственно, разгружается и общие обороты и частота растет. Но если имеем маленький генератор по сравнению с сетью, то ни к какому изменению частоты он привести не сможет. Результатом увеличения подводимой от приводного двигателя энергии будет увеличение угла между положением ротора генератора (направлением его вектора магнитного поля) и вектором суммарной эдс этого генератора. Кажется так. Для синхронной машины есть график - нагрузочная характеристика. По оси абсцис - этот угол (если я не путаю), по оси ординат - момент. Упрощенно выглядит как часть синусоиды. При каком-то угле достигается критический момент и происходит срыв синхронизации, как в генераторном, так и в двигательном режиме. Но это уже аварийный режим.

Вот! Абсолютно верно. Увеличение оборотов вспомогательного генератора, конечно, к увеличению частоты в общей сети привести не может. В самом деле, соотношение мощностей не позволяет. Но именно смещение этих векторов будет приводить к "соревнованиям" источников, потерям в сети даже при отсутствии нагрузки, как таковой. Грубо, если одна синусоида "пытается опередить" другую, неизбежно возникнет рассогласование и появится ток. При этом один источник будет выступать в роли "питателя", другой - нагрузки. Так что полезным этот ток не будет. Собственно, на мой взгляд, соотношение мощностей большой роли не играет, тут автор и про 50/50 говорил (хотя это, конечно, о потреблении, а не соотнощении мощностей источников). Просто при сопоставимых мощностях наблюдались бы колебания частоты, зато общих потерь было бы, наверное, меньше. Представляется, кстати, вполне реальным случай, когда порыв ветра заставит генератор ветряка резко увеличить обороты и в некоторый момент войти в противофазу с сетью. Это и будет аварийный режим для него - работа даже не на КЗ... Тут должна быть, мне кажется, обязательной возможность управления возбуждением генератора.

Тут топик-стартер добавил данные, что это оказывается ветряк. Тогда описанный мной выше метод синхронизации вряд-ли реализуем. Подойдет, например, описанный Microwatt. Но от величины - 1кВт или 100 кВт все-таки сильно зависит. Те же реакторы по размерам занчительно будут отличаться. А вообще лучше взять какой-нибудь учебник по электрическим станциям или электроэнергетическим системам. Вариаций и синхронизации и распределения нагрузок очень много. Вплоть до применения инверторов ведомых сетью.
Самая большая сложность,на мой взгляд, это не ввод в параллель или статическое распределение нагрузки, а поведение в динамических режимах.

В любом случае, сложностей здесь не так мало, как некоторым представляется. Но, может, у автора ветряк уже имеет нужную автоматику. Или он задумывает самодельный?

[Microwatt]

Хм, за счёт чего она постоянна? При столь непредсказуемых скоростях ветра? Все те ветряки, которые мне доводилось видеть (не все "вживую", правда) как раз имели регуляторы. И электронные, и механические: с изменяемым углом атаки лопастей и даже с автоматом наклона к горизонту. И это совсем даже не самые дорогие модели...

Herz, в синхронном режиме работают ветрогенераторы промышленного калибра, подключенные буфером в сеть (киловатт 400-600 и выше). Угол атаки лопастей управляется, но это - не регулятор скорости, скорее регулятор КПД.
Такие ветряки НИКОГДА не управляются наклоном к горизонту. Это прямой путь к аварии. Так управляются по-старинке ветрогенераторы до киловатта. Они же, рассчитанные на АВТОНОМНУЮ работу в локальной подсети или, чаще всего, на заряд буферной батареи, имеют вот те все приспособления, о которых Вы упомянули.
В последнее время тормозить (останавливать) их стали не механикой или аэродинамикой, а простым КЗ генератора. Сам проверял - тормозится глухо даже в ураган.
Понятно, что в мощной турбине при сильном ветре дури хватит сорвать режим синхронизации, так как генератор с 10-кратным запасом мощности ставить накладно. Потому там электрику отключает автоматика а турбина тормозится мощным гидравлическим тормозом вроде дискового автомобильного. На все про все 1.5-2.5 секунды. Иначе турбина успевает без нагрузки уйти в разгон и ее тормоз уже не удержит.
Но на таких мощностях и приемы другие. Достаточно сказать, что редуктор 600-киловаттной турбины перегоняет за счет трения шестеренок в тепло 18 киловатт, что требует приличного маслорадиатора.

[Herz]

Угол атаки лопастей управляется, но это - не регулятор скорости, скорее регулятор КПД.

Любопытно, никогда бы не подумал. А для чего его регулировать, разве КПД бывает много?

[Oldring]

Любопытно, никогда бы не подумал. А для чего его регулировать, разве КПД бывает много?

Конечно - иначе можно пожечь подключенное к ветряку оборудование, мощности которого не хватит чтобы потребить все, что гонит ветер через площадь турбины при её максимальном КПД. Особенно для автономных ветряков без сильной сети.

А вот любопытно. Никогда не задумывался. Как централизованно управляют одновременно напряжением и частотой в единой сети, к которой подключено множество генераторов, синхронизированных с сетью?

[Microwatt]

Любопытно, никогда бы не подумал. А для чего его регулировать, разве КПД бывает много?

Мощность ветрового потока через площадь, ометаемую лопастями турбины, меняется пропорционально КУБУ скорости ветра. Если стартовая экономическая скорость рассчитана на 5м/с (20-30% расчетной мощности), то при 20м/с мощность турбины растет в 50 раз! А при расчетном шквале в 40м/с - в ...очень много.
Есть из-за чего быстро поуправлять углом атаки лопастей.
Большой ветряк делает 25-30 оборотов в минуту, кажется ленивым на глазок. При этом, кончик лопасти движется со скоростью 150-170м/с и еще быстрее, до 2/3 скорости звука. Посему, при всей видимой неповоротливости, там управление достаточно ответственное. Конструкция достаточно напряжена уже в рабочем режиме, там больших перегрузок просто материалы не выдержат.
Я как-то просчитал малолопастную турбину всего в 1-1.5м и был очень удивлен. Там кончик лопасти от 800 до 1600 "же" перегружен.
Ладно, сползаем с темы...

[Oldring]

Если стартовая экономическая скорость рассчитана на 5м/с (20-30% расчетной мощности)

Из чего немедленно следует, что рассчетная мощность достигается у таких ветряков при скорости ветра 7.5-8.5 метров в секунду. Любопытно, какая среднекубическая скорость ветра на высоте такого ветряка, например, для окрестностей Запорожья?

[Microwatt]

Из чего немедленно следует, что рассчетная мощность достигается у таких ветряков при скорости ветра 7.5-8.5 метров в секунду. Любопытно, какая среднекубическая скорость ветра на высоте такого ветряка, например, для окрестностей Запорожья?

Стандартная скорость для вычисления мощности - 10м/с . Стандартное метеоизмерение -на высоте 10м.
В Запорожье - порядка 3.5м/с среднегодовые скорости - предел рентабельности любых ветряков. Сильные ветры весной.
На такой скорости ветряк в 1 кВт паспортной мощности выдаст ватт 40.
Много сильнее ветер в той же запорожской области на побережье Азовского моря.
Севернее Запорожья вообще считается зона малопригодная для ветрогенераторов.
Бедна ветроресурасми и Россия на 80% территории...

[Herz]

Конечно - иначе можно пожечь подключенное к ветряку оборудование, мощности которого не хватит чтобы потребить все, что гонит ветер через площадь турбины при её максимальном КПД. Особенно для автономных ветряков без сильной сети.

И всё-таки, КПД тут вторично. Если напряжение на выходе турбины не растёт (а оно может расти только с ростом оборотов или с уменьшением нагрузки, если нет стабилизатора), то как пожечь оборудование? А чтобы напряжение не росло, турбину либо тормозят, нагружая балластником, либо не дают ей раскручиваться, управляя углом атаки лопастей, либо и то, и другое. В этом смысле КПД снижается относительно максимально возможного при данной мощности потока. Я так это понимаю.

[Microwatt]

И всё-таки, КПД тут вторично. Если напряжение на выходе турбины не растёт (а оно может расти только с ростом оборотов или с уменьшением нагрузки, если нет стабилизатора), то как пожечь оборудование? А чтобы напряжение не росло, турбину либо тормозят, нагружая балластником, либо не дают ей раскручиваться, управляя углом атаки лопастей, либо и то, и другое. В этом смысле КПД снижается относительно максимально возможного при данной мощности потока. Я так это понимаю.

Для роста напряжения нужен рост скорости. А в синхронном генераторе момент при росте скорости растет жестко, не раскрутить генератор по механике быстрее. Растет ток и , конечно, мощность.
Характеристика КПД турбины имеет колоколоподобную форму. Наибольшая отдаваемая мощность только в узком диапазоне скоростей. Потому, в синхронном режиме она что-то отдаст максимально только в одной расчетной точке. Выше нее происходит срыв потока, КПД резко падает. Тормозить балластником можно только в очень маленьких ветряках, где мощность генератора больше механической мощности турбины.
Крупные - установкой угла атаки в флюгерное положение и механический весьма приличный тормоз. Турбина легко удерживается , пока не раскрутится. Момент трогания у нее ничтожный, как у самолета на стоянке. А вот вращающаяся - довольно сложная задача, с ударными нагрузками.
Как-то видел как 2-3 киловаттную тихоходную турбину попробовали остановить закорачиванием генератора через могучий редуктор на "полном скаку". Вал редуктора диаметром миллиметров 60 скрутило вдоль, как пластилин.

[Oldring]

Стандартная скорость для вычисления мощности - 10м/с . Стандартное метеоизмерение -на высоте 10м.
В Запорожье - порядка 3.5м/с среднегодовые скорости - предел рентабельности любых ветряков. Сильные ветры весной.

Ну то есть производитель стандартно в рекламе недоговаривает, что указывается мощность, которую в условиях умеренного климата Европейской равнины можно получить с ветряка только в ураган, и то, в тот короткий промежуток времени, пока генератор не отключится из-за перегрузки .

На такой скорости ветряк в 1 кВт паспортной мощности выдаст ватт 40.
Много сильнее ветер в той же запорожской области на побережье Азовского моря.
Севернее Запорожья вообще считается зона малопригодная для ветрогенераторов.
Бедна ветроресурасми и Россия на 80% территории...

А вот интересно. Сильные ветра развиваются только над такими большими водными поверхностями как Азовское море, или может быть вблизи Каховского водохранилища они уже заметно усиливаются?

И всё-таки, КПД тут вторично. Если напряжение на выходе турбины не растёт (а оно может расти только с ростом оборотов или с уменьшением нагрузки, если нет стабилизатора), то как пожечь оборудование? А чтобы напряжение не росло, турбину либо тормозят, нагружая балластником, либо не дают ей раскручиваться, управляя углом атаки лопастей, либо и то, и другое. В этом смысле КПД снижается относительно максимально возможного при данной мощности потока. Я так это понимаю.

Нет-нет, Microwatt совершенно правильно заметил, что первично именно КПД.
Нагрузка может отобрать от генератора некоторую мощность. Если винт ветряка будет пытаться выдавать большую мощность чем потребляемая нагрузкой - он будет неизбежно раскручиваться с повышением частоты и напряжения на выходе генератора. Ну или нагревом какого-либо балласта. С другой стороны, мощность потока ветра в площади винта неконтролируема. Следовательно, первое, что регулируется c помощью изменения угла атаки лопастей - отношение выходной мощности генератора к мощности потока ветра, то есть именно КПД ветряка. А напряжение на выходе генератора и частота в изолированной системе - вторичны.

[Microwatt]

А вот интересно. Сильные ветра развиваются только над такими большими водными поверхностями как Азовское море, или может быть вблизи Каховского водохранилища они уже заметно усиливаются?

Ветер (утренний и вечерний бриз) будет на берегу любого сколь-нибудь обширного водоема. Каховка - незначительное для метеособытий пространство в смысле влияния на климат, но ветер непосредственно на берегу там есть и заметный.
Даже Черное море практически не влияет на климат на расстоянии более 10-15км от побережья. А вот непосредственно у берега , микроклимат - да.
Постоянное усиление ветра есть на вершинах холмов, вдоль длинных долин, на любых ровных открытых пространствах без высокой растительнгости.
И еще, ветер очень сильно усиливается с высотой. С ростом высоты он не только сильнее, но и гораздо равномернее, без порывов.
По сравнению с 3м на высоте 15м можно получить энергии на 40-50% больше.
Экономика ветроэнергетики в условиях России/Украины пока такова, что для изолированной системы (не включенной в общую сеть) выгоднее иметь дизель для зарядки батареи, чем ветрогенератор. Дорогое удовольствие ветрогенератор. Это имеет смысл только в некоторых горных и приморских районах. И там, где "за ценой не постоим" - какая-нить метеостанция в абсолютной глуши.

[Oldring]

Ветер (утренний и вечерний бриз) будет на берегу любого сколь-нибудь обширного водоема. Каховка - незначительное для метеособытий пространство в смысле влияния на климат, но ветер непосредственно на берегу там есть и заметный.
Даже Черное море практически не влияет на климат на расстоянии более 10-15км от побережья. А вот непосредственно у берега , микроклимат - да.
Постоянное усиление ветра есть на вершинах холмов, вдоль длинных долин, на любых ровных открытых пространствах без высокой растительнгости.
И еще, ветер очень сильно усиливается с высотой. С ростом высоты он не только сильнее, но и гораздо равномернее, без порывов.
По сравнению с 3м на высоте 15м можно получить энергии на 40-50% больше.

Это все понятно. Про логарифмический закон я в курсе. Просто буржуи по совершенно понятными причинам стараются ставить ветряки в открытом море вблизи побережья или на побережье. Интересно, насколько в этом смысле перспективны берега Днепра?

[Guest_orthodox_*]

Экономика ветроэнергетики в условиях России/Украины пока такова, что для изолированной системы (не включенной в общую сеть) выгоднее иметь дизель для зарядки батареи, чем ветрогенератор. Дорогое удовольствие ветрогенератор. Это имеет смысл только в некоторых горных и приморских районах. И там, где "за ценой не постоим" - какая-нить метеостанция в абсолютной глуши.

А Вы парусные ветрогенераторы случайно не рассматривали? Они вроде по заявлениям авторов для малых скоростей рассчитаны.
насколько это интересно может быть? Изготовление их много проще вроде бы, рама из труб да полотно, обороты меньше, страховка от урагана - освобождение угла полотна... Авторы очень уж их расхваливают...

[Oldring]

А Вы парусные ветрогенераторы случайно не рассматривали? Они вроде по заявлениям авторов для малых скоростей рассчитаны.
насколько это интересно может быть? Изготовление их много проще вроде бы, рама из труб да полотно, обороты меньше, страховка от урагана - освобождение угла полотна... Авторы очень уж их расхваливают...

Ключевое слово - "по заявлению авторов". КПД у них меньше чем у винта раза в два-три. Ну и если у ветра энергии мало - то её и взять неоткуда. Зависимость кубическая от скорости ветра, при скорости ветра метр в секунду там что-то порядка 0.6 ватта на квадратный метр ветрового потока, это еще без учета КПД ветряка.

PS Насколько я помню, КПД хорошего паруса порядка 18%. С учетом всех потерь на преобразование и качества изготовления паруса КПД ветряка окажется в районе 10%. 50 милливатт выходной мощности с квадратного метра сечения установки - как-то не впечатляет. Так что лучше забудьте про "малые скорости", мельницы всегда строили на холмах..

[Microwatt]

Ну, если парусные турбины рассматривать как просто дешевые по конструкции многолопастные....
Теоретически пропеллерная турбина имеет КПД, мало зависящий от числа лопастей. Как ни странно, у 12-лопастной КПД даже немного выше, чем у одно-двухлопастной. теория говорит, что наивысшим КПД будет обладать турбина с бесконечно большим числом бесконечно узких и длинных лопастей.
На практике все дело в особенностях реальной конструкции.
Многолопастная турбина имеет КПД мало зависящий от аэродинамического профиля, идентичности и материала лопастей. Она не так капризна в смысле неконтролируемого разгона при сильном ветре. Но у нее низкая скорость при большом крутящем моменте. В пределе с ростом числа лопастей скорость кончика лопасти (быстроходность) приближается к скорости ветра. Реально - 1.15-1.20 от скорости ветра для 12-лопастной.
Для электрогенератора такая скорость требует очень дорогого, громоздкого и плохого по КПД шестеренчатого мультипликатора. Обороты нужно повысить в десятки раз. Она напрямую годится для привода жерновов мельницы или водяного поршневого насоса.
Трехлопастная уже имеет быстроходность 4- 5, двухлопастная - 7-8, однолопастная - 14-16. Это упрощает механику сопряжения с генератором, но требует очень хорошего качества исполнения лопастей, хороших профилей, крутки, высокопрочных материалов стойких к усталости (дерево, стеклопластик, композиты).
Однако, увеличивая быстроходность, нужно помнить, что скорость конца лопасти лучше не брать выше ползвуковой, если с аэродинамикой нет большого опыта. Посему, при больших размерах одно-двухлопастная турбина могут просто развалиться от перегрузок, флаттера, не достигнув оптимальной по КПД скорости. Чаще мы видим три лопасти в реальных конструкциях.
Реальные КПД малолопастных пропеллерных турбин - 0,38- 0.45.
Роторные с вертикальной осью тихоходны и КПД примерно вдвое ниже.