Inteligentny układ kompensacji mocy biernej do elektrowni z maszynami indukcyjnymi

Zadaniem projektu jest rozwój źródeł energii odnawialnych. Projekt dotyczy koncepcji, budowy i badań układu poprawy jakości energii i funkcjonowania elektrowni z generatorami indukcyjnymi klatkowymi (zwanych popularnie asynchronicznymi). Generatory takie są najczęściej stosowanymi urządzeniami w małych elektrowniach wodnych a także dość często w elektrowniach wiatrowych małej mocy i niekiedy w zespołach prądotwórczych opartych na silnikach spalinowych. Proponowane rozwiązanie usuwa podstawową wadę elektrowni z generatorami asynchronicznymi jaką jest konieczność pobierania energii biernej (zamiast dostarczania) oraz dążność do niekontrolowanego wzrostu napięcia w przypadku zmniejszania obciążenia i zaniku napięcia sieci. Pojawienie się wyższego napięcia powoduje szybkie odłączenie elektrowni, która przestaje dostarczać energię mimo dysponowania zasobami wody. Inteligentny kompensator energoelektroniczny, przyłączony równolegle do zacisków generatora, dostarcza w sposób ciągły prądu biernego potrzebnego dla magnesowania generatora i dla odbiorników. Regulatory prądu i napięcia zabezpieczają przed powstaniem wyższych napięć przez co elektrownia nie musi być odłączana od odbiorników w stanach dynamicznych wywołanych odciążeniem sieci w rejonie oddziaływania tego typu zakłócenia na generator asynchroniczny.

Opracowane i zbadane zostaną trzy stany pracy:

1. Praca generatora w pełni skompensowana (cos fi = 1) - przepływ mocy czynnej.
2. praca przekompensowana - dostarczanie prądu biernego dla generatora i odbiorników znajdujących się w bezpośredniej bliskości z punktu widzenia sieci (cosfi pojemnościowy z punktu widzenia układu generator asynchroniczny - kompensator).
3. Praca na wyspę (bez dostępnej sieci energetycznej) - stabilizacja amplitudy i częstotliwości napięcia dla wyizolowanej z sieci części odbiorników w zakresie możliwości turbiny.

Poszczególnym stanom pracy odpowiada odmienny układ regulacji. Podstawowe prace badawcze będą prowadzone w Politechnice Warszawskiej, prace badawczo-weryfikacyjne będą prowadzone na terenie firmy HORUS-ENERGIA, a sprawdzenie funkcjonowania pracy generatora asynchronicznego z inteligentnym kompensatorem energoelektronicznym na terenie małej elektrowni wodnej Samogowo. Elektrownia Samogowo będzie obiektem demonstrującym stan techniki małych elektrowni wodnych przed i po zastosowaniu inteligentnego kompensatora. Jej pracę można będzie śledzić, bezpośrednio na jej terenie, jak i przez sieć internetową. W ten sposób elektrownia Samogowo będzie propagować modernizację oraz stanie się obiektem szkoleniowym.