УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГЛАЖИВАНИЯ ПРОФИЛЯ МОЩНОСТИ КВ-РАДИОСТАНЦИИ

Полезная модель относится к области электроснабжения, а именно к устройствам перераспределения мощности электрической нагрузки КВ-радиостанций.
Известно техническое решение [1], которое позволяет аккумулировать электроэнергию в виде потенциальной энергии жидкости в ночное время. Недостатком устройства является отсутствие в его составе независимого источника энергии для аккумулирования энергии в любой момент времени, кроме пиковых нагрузок.
В патенте [2] путем пространственно-временного управления потреблением электроэнергии телекоммуникационной сетью предложено перераспределение нагрузки между локальными участками электроэнергетической системы. Пространственно-временное управление электропотреблением телекоммуникационной сети достигается при помощи источников бесперебойного питания, изменения скорости передачи данных и изменения маршрутизации потоков данных. Такой способ позволяет уменьшать электропотребление одних участков телекоммуникационной сети за счет увеличения электропотребления других участков, а также перераспределять электропотребление во времени. Однако применение предложенного способа не изменяет суммарную нагрузку телекоммуникационной сети на внешнюю систему электроснабжения.
Наиболее близким аналогом устройства, принятым за прототип, является устройство сглаживания пиков потребления электроэнергии [3]. Устройство сглаживания пиков потребления электроэнергии работает по принципу разряда накопителя электроэнергии в часы пиковых нагрузок и заряда накопителя при минимальном потреблении из электрической сети. К недостаткам устройства следует отнести невозможность сглаживания профиля мощности потребителя, если перед пиковым потреблением произошло прерывание внешнего электроснабжения и уровень заряда накопителя оказался недостаточным для компенсации увеличения электропотребления в течение всего интервала наброса нагрузки, а также невозможность уменьшения потребителем суммарной нагрузки на внешнюю систему электроснабжения.
Задачей полезной модели является сглаживание профиля мощности КВ-радиостанции.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для сглаживания профиля мощности КВ-радиостанции, состоящем из силового модуля, системы управления, датчика, силовой модуль выполнен в виде генерирующей установки ГУ на основе двигателя внутреннего сгорания ДВС, система управления выполнена в виде блока системы автоматического управления САУ, датчик выполнен в виде датчика измерения мощности, в устройство дополнительно введены генерирующая установка ГУ на основе возобновляемого источника энергии ВИЭ, сетевой инвертор с аккумуляторной батареей АБ, состоящее из трех систем шин и двух выключателей распределительное устройство РУ, причем выход датчика измерения мощности соединен с первым входом САУ, второй вход САУ соединен с генерирующей установкой на основе ДВС, которая через вторую систему шин подключена к первому выключателю, первый выключатель подключен к первой системе шин, третий вход САУ соединен с первым выключателем, четвертый вход САУ соединен со вторым выключателем, пятый вход САУ соединен с сетевым инвертором, шестой вход САУ соединен с генерирующей установкой ГУ на основе возобновляемого источника энергии ВИЭ, генерирующая установка ГУ на основе возобновляемого источника энергии ВИЭ соединена с сетевым инвертором, сетевой инвертор соединен с аккумуляторной батареей АБ и третьей системой шин, третья система шин соединена со вторым выключателем, второй выключатель соединен с первой системой шин, первая система шин подключена к нагрузке КВ-радиостанции.
Предлагаемое устройство для сглаживания профиля мощности КВ-радиостанции представлено на фигуре.
Устройство для сглаживания профиля мощности КВ-радиостанции состоит из генерирующей установки (ГУ) на основе возобновляемого источника энергии (ВИЭ) 1, сетевого инвертора с аккумуляторной батареей (АБ) 2, ГУ на основе двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 3, распределительного устройства (РУ) 4, блока системы автоматического управления (САУ) 5, датчика измерения мощности 6. РУ состоит из трех систем шин (1 с.ш., 2 с.ш., 3 с.ш.) и двух выключателей В1 и В2. РУ выделено на фигуре сплошной тонкой замкнутой линией. К первой системе шин 1 с.ш. подключена нагрузка КВ-радиостанции. Ко второй системе шин 2 с.ш. подключена ГУ на основе ДВС 3 и через выключатель В1 САУ может подключаться первая система шин 1 с.ш. К третьей системе шин 3 с.ш. подключена ГУ на основе ВИЭ 1 через сетевой инвертор 2 с АБ 7 и через выключатель В 2 САУ может подключаться первая система шин 1 с.ш. Блок САУ связан телеметрическими и управляющими каналами с ГУ на основе ДВС 3, ГУ на основе ВИЭ 1, сетевым инвертором с АБ 2, выключателями РУ В1 и В2, датчиком измерения мощности 6. На фигуре телеметрические и управляющие каналы блока САУ показаны пунктирными линиями. Телеметрическим и управляющим каналам блока САУ на фигуре присвоены римские номера I, II, III, IV, V, VI.
Принцип работы предлагаемого устройства сглаживания профиля мощности КВ-радиостанции заключается в следующем. САУ определяет наброс нагрузки КВ-радиостанции по включению радиопередатчика. САУ определяет сброс нагрузки КВ-радиостанции по выключению радиопередатчика. САУ получает информационный сигнал о включении или выключении радиопередатчика КВ-радиостанции от датчика измерения мощности, подключенного к питающему кабелю радиопередатчика. САУ осуществляет компенсацию наброса нагрузки КВ-радиостанции за счет разряда АБ сетевого инвертора. При достижении предельно допустимого уровня разряда АБ САУ осуществляет компенсацию наброса нагрузки КВ-радиостанции при помощи ГУ на основе ДВС и заряд АБ сетевого инвертора при помощи ГУ на основе ВИЭ. После завершения заряда АБ сетевого инвертора САУ осуществляет компенсацию наброса нагрузки КВ-радиостанции за счет разряда АБ. Сетевой инвертор работает в следящем режиме с уставкой по выходной мощности, равной набросу нагрузки КВ-радиостанции, и подключается к КВ-радиостанции через РУ. Емкость АБ сетевого инвертора и ток ее разряда подбираются таким образом, чтобы можно было компенсировать максимальный по длительности наброс нагрузки КВ-радиостанции. Подключение ГУ на основе ДВС к КВ-радиостанции осуществляется САУ через РУ методом точной синхронизации. После подключения ГУ на основе ДВС к КВ-радиостанции САУ задает алгоритм работы автоматики ГУ на основе ДВС на поддержание выходной мощности, равной набросу нагрузки КВ-радиостанции. Алгоритм поддержания постоянной выходной мощности ГУ на основе ДВС представляется рациональным, так как ДВС включается на параллельную работу с мощной энергосистемой со стабильным значением частоты [4]. Номинальная мощность ГУ на основе ДВС равна или превышает наброс нагрузки КВ-радиостанции не более чем на 60%. Данное условие обосновывается тем, что для ГУ на основе ДВС существует технологический минимум. Поддержание выходной мощности ГУ на основе ДВС не ниже технологического минимума позволяет избежать образования нагара на внутренней поверхности цилиндров и клапанов установки [4]. Суммарный объем топливных баков ГУ на основе ДВС подбираются таким образом, чтобы можно было компенсировать максимальный по длительности наброс нагрузки КВ-радиостанции.
Таким образом, использование предложенного технического решения позволяет обеспечить достижение поставленной задачи - сглаживание профиля мощности КВ-радиостанции.
Источники информации:
1. Способ жидкостного аккумулирования электроэнергии: пат. 2328619 Российская Федерация: МПК F03B 13/00 (2006.01) / Н.П. Буданов - №2007127628/06; заявл. 19.07.2007; опубл. 10.07.2008, Бюл. №19.
2. Способ и устройство для пространственно-временного управления потреблением электроэнергии телекоммуникационной сети в зависимости от состояний системы энергосбережения: пат. 2613350 Российская Федерация / К. Ланге, X. Леманн - №2015103076; заявл. 02.08.2013, опубл. 16.03.2017, Бюл. №8.
3. Устройство сглаживания пиков потребления электроэнергии: пат. 200180 Российская Федерация / К.А. Самойлов, А.И. Орлов - №2019143054; заявл. 18.12.2019, опубл. 8.10.2020, Бюл. №28.
4. Особенности расчетов режимов в энергорайонах с распределенной генерацией: монография / Ю.Е. Гуревич, П.В. Илюшин. - Н. Новгород: НИУ РАНХиГС, 2018. - 280 с.