Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1 Состояние электроэнергетики и проблема использования возобновляемых источников энергии малых рек 9
1.2 Виды нетрадиционных источников энергии 11
1.3 Технико-экономическая оценка развития ВИЭ в России на федеральном и региональном уровне 19
1.4 Особенности по выбору трехфазного генератора для энергетической установки при использовании возобновляемых источников энергии малых рек 28
1.5 Математическая модель асинхронной машины 33
1.4 Основные задачи исследования 41
2 Теоретическое исследование характеристик асинхронного генератора 43
2.1 Общие сведения 43
2.2 Определение параметров схемы замещения асинхронной машины 44
2.3 Механическая характеристика асинхронной машины 46
2.4 Преобразование схемы замещения асинхронной машины 50
2.5 Расчет и анализ проводимостей одной фазы асинхронной машины 54
2.6 Критические точки и ограничения на характеристиках асинхронного генератора 62
2.7 Теоретическое обоснование способа повышения коэффициента мощности асинхронного генератора 67
3 Экспериментальные исследования асинхронного генератора 72
3.1 Задачи экспериментальных исследований 72
3.2 Разработка лабораторного стенда и подготовка к испытанию асинхронного генератора 73
3.3 Методика экспериментальных исследований 76
3.4 Предварительные испытания асинхронного генератора, настройка измерений и проведение постановочных опытов 80
3.5 Рабочие характеристики асинхронного генератора при параллельной работе с сетью большой мощности 81
3.6 Новый способ повышения коэффициента мощности асинхронного генератора 87
3.7 Количественная оценка нового способа повышения коэффициента мощности асинхронного генератора 90
4 Оценка технико-экономической эффективности применения микро-ГЭС 93
4.1 Исходные положения и принятые допущения 93
4.2 Определение ожидаемой эффективности применения микро-ГЭС 94
4.3 Выводы по главе 105
Общие выводы и полученные результаты 106
Литература 108
Приложения 122
- Технико-экономическая оценка развития ВИЭ в России на федеральном и региональном уровне
- Критические точки и ограничения на характеристиках асинхронного генератора
- Рабочие характеристики асинхронного генератора при параллельной работе с сетью большой мощности
- Определение ожидаемой эффективности применения микро-ГЭС
Введение к работе
Актуальность темы.
Пройдя путь поступательного развития, в настоящее время Россия имеет высокоразвитую электроэнергетическую систему. В основном электрическая энергия вырабатывается на крупных электростанциях, наибольшую долю (67,4%)имеют тепловые электростанции. В то же время практически во всех регионах России не используются возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Гидроэнергетический потенциал малой энергетики по федеральным округам составляет: в СЗФО – 15 млрд.кВтч; в ЮФО – 15,5 млрд.кВтч; ПФО – 9 млрд.кВтч; СФО – 153 млрд.кВтч; ДВО – 146 млрд.кВтч.
Актуальной остается проблема электроснабжения сельскохозяйственных, фермерских, рыбоводческих, садоводческих хозяйств и частных предпринимателей не только на удаленных территориях, но и там, где имеется достаточно развитая система электроснабжения.
При наличии большого ветро и гидро энергетического потенциала ВИЭ началась разработка и строительство установок по использованию энергии малых рек и прудов. В качестве генераторов используются серийно выпускаемые асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, которые имеют свои определенные преимущества по сравнению с синхронными генераторами особенно при создании микро ГЭС.
Серийно выпускаемые асинхронные двигатели предназначены и проектируются для преобразования электрической энергии в механическую. Процесс перевода асинхронного двигателя в режим генератора остается недостаточно изученным и представляет достаточно актуальную проблему.
Цель работы.
Повышение эффективности использования асинхронной машины с короткозамкнутым ротором при переводе в режим генератора.
Задачи исследования:
- определить зависимости момента на валу, мощности, активных и индуктивных составляющих тока фазы от нагрузки генератора;
- определить ограничения и пределы регулирования нагрузки генератора по различным его характеристикам;
- определить зависимость коэффициента мощности асинхронного генератора и на этой основе обосновать способ его повышения;
- провести экспериментальные исследования, сравнить и сделать выводы по теоретическим и экспериментальным исследованиям;
- дать технико – экономическую оценку выполненных исследований.
Объектом исследования является процесс работы серийно выпускаемых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором в режиме генератора.
Предметом исследования являются характеристики асинхронного генератора, а именно: зависимости момента, мощности, активных и индуктивных составляющих тока, коэффициента мощности от скольжения ротора, ограничения и пределы регулирования генератора.
Научную новизну результатов исследования составляют:
- схема замещения одной фазы асинхронной машины, выраженная через проводимости статора и ротора;
- зависимости основных характеристик асинхронной машины, в режиме генератора;
- определение ограничений и пределов регулирования асинхронной машины в режиме генератора,
- новый способ повышения коэффициента мощности асинхронного генератора при параллельной работе с сетью.
Научная новизна подтверждена положительным решением РОСПАТЕТНА (г. Москва) от 26.09.2011г. о выдаче патента по заявке № 2010134200/07(048550) на изобретение с названием «Способ повышения коэффициента мощности асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором при работе параллельно с сетью».
Практическую значимость исследований представляют:
- новая схема замещения, позволяющая получить новые характеристики, которые дополняют ранее известные, полученные на основе традиционной (Г – образной) схемы замещения;
- ограничения и пределы регулирования асинхронного генератора, полученные на основе новых характеристик;
- новый способ повышения коэффициента мощности, позволяющий снизить потребление реактивной мощности приблизительно в 2 раза.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Преобразованная новая схема замещения одной фазы асинхронной машины, выраженная через проводимости статора и ротора, позволяющая провести расчет и анализ активных и индуктивных составляющих тока и мощности, определить зависимости активных и индуктивных проводимостей одной фазы асинхронного генератора.
2. Новый способ повышения коэффициента мощности асинхронного генератора, позволяющий снизить потребление реактивной мощности приблизительно в 2 раза.
3. Рабочие характеристики асинхронного генератора с короткозамкнутым ротором при параллельной работе с сетью.
Методы исследования. Анализ работы асинхронной машины проведен на основе соответствующих моделей в виде схем замещения одной фазы, использованы методы теории электрических цепей и теории электрических машин.
Результаты теоретических исследований проверены и подтверждены экспериментальными исследованиями на лабораторной установке при испытании асинхронного двигателя АИМЛ71В4У3 с короткозамкнутым ротором в режиме генератора при параллельной работе с сетью.
Теоретические исследования проводились с использованием программы Microsoft Excel и обработка экспериментальных данных выполнена с использованием программы Original Lab.
Реализация результатов исследований. Работа проведена в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА по теме «Повышение эффективности работы технологических энергоустановок в сельском хозяйстве Удмуртской Республики», рег. № 01209951811.
Личный вклад автора. В ходе научных исследований автором непосредственно сформулирована концепция работы, результаты теоретических и экспериментальных данных, выбор приоритетов, направлений, формирование структуры и содержания работы выполнены при активном участии научного руководителя.
Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований доложены и обсуждены на: Международной научно – практической конференции, посвященной 100 – летию со дня рождения профессора А.А. Климова (Волгоград, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Научный потенциал - аграрному производству» (Ижевск, 2008); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию почетного гражданина Удмуртской республики, председателя СХПК-Племзавод им. Мичурина Вавожского района УР В.Е.Калинина, (Ижевск, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Научный потенциал – современному АПК» (Ижевск, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение инновационного развития АПК» (Ижевск, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение развития АПК в современных условиях» (Ижевск, 2011); II Всероссийской специализированной выставке «Энергетика и энергоэффективность - 21 век» (Ижевск, 2011); XII выставке – сессии инновационных проектов в рамках республиканского форума студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых вузов, где были награждены дипломом I степени за инновационный проект «Асинхронный генератор с короткозамкнутым ротором для энергетических установок при использовании возобновляемых источников энергии».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК, и приравненных к ним.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 121 страниц машинописного текста, 17 иллюстраций, 2 таблиц, 3 приложений и список литературы из 135 наименований, в том числе 2 на иностранных языках.
Технико-экономическая оценка развития ВИЭ в России на федеральном и региональном уровне
Проблемы развития ВИЭ в России на федеральном и региональном уровне.
В 1970-1980-е годы Россия имела большие научные и технические заделы практически по всем видам ВИЭ, а также богатый опыт использования водных и ветровых энергетических ресурсов, однако, в силу ряда известных причин, упустила благоприятные возможности для технологического прорыва в этой перспективной области, и, в настояшее время значительно отстает от ведущих стран по объему внедрения большинства видов ВИЭ [134].
На пути развития рынка ВИЭ в России существуют психологические, экономические, технологические, законодательные и информационные барьеры. Экономические барьеры связаны с относительно высокой удельной стоимостью оборудования возобновляемой энергетики. Внутренний российский рынок ВИЭ не развивается из-за низкого платежеспособного спроса и отсутствия законодательства, защищающего права независимых производителей экологически чистой энергии.
Технологические барьеры преодолеваются с помощью новых энергетических технологий, которые при их освоении промышленностью повышают конкурентоспособность возобновляемой энергетики на рынке энергоресурсов и способствуют устранению экономических барьеров.
Законодательные барьеры связаны с отсутствием законодательных и нормативных актов и экономических регуляторов, обеспечивающих свободную поставку и продажу электроэнергии и энергосистем малыми и независимыми производителями, а также отсутствием рынка и конкуренции между производителями электроэнергии.
Как свидетельствует передовой европейский и мировой опыт, эффективная государственная поддержка развития возобновляемой энергетики заключается не только в увеличении субсидий из бюджетных средств (что необходимо на этапе создания новых отраслей энергетики), но и в создании благоприятных условий производителям и потребителям оборудования ВИЭ. Это, в первую очередь, свободный доступ на рынок электроэнергии, недискриминациоиное льготное присоединение к электрической сети и регулирование энергетических тарифов и налогов на выбросы и загрязнение окружающей среды.
Одним из путей преодоления финансовых барьеров является введение налога на эмиссию двуокиси углерода и выбросов энергетических установок, а также создание специальных фондов развития энергетики. До половины средств таких фондов, как показывает мировой опыт, рекомендуется тратить на модернизацию и реконструкцию топливных электростанций, с целью снижения выбросов, а оставшуюся часть средств фонда, следует использовать на поддержку НИОКР, и пилотных проектов по ВИЭ, а также для привлечения частных инвестиций на приобретение оборудования, и технологии для использования ВИЭ, и присоединение к энергосистеме частных малых энергетических установок, и выплату им разницы в ценах производимой ими энергии и электроэнергии, доставляемой крупными энергоеистемами.
При наличии экономически эффективного потенциала ВИЗ в 270 млн. тонн у. т. фактически используется не более 1,5 мли. тони у. т.
В России есть все возможности, обусловившие активное развитие ВИЗ за рубежом, однако в настоящее время этому препятствует ряд причин технологического, кадрового и социально-экономического плана, а также специфика, традиции и интересы топливно-энергетического комплекса страны.
Развитие ВИЗ в Российской Федерации несомненно способствовало бы решению проблемы энергетической безопасности страны, социальных проблем, снижению уровня безработицы, развитию бизнеса, повышению качества жизни населения, уровня образования, науки, технологий и культуры.
Основными направлениями использования ВИЗ с учетом их экономической и социальной значимости представляются следующие;
- энергоснабжение удаленных районов, не подключенных к сетям энергосистем, прежде всего на Крайнем Севере, Дальнем Востоке и в Сибири, где проживает по разным оценкам от 10 до 15 млн. человек и куда ежегодно завозится 6-8 млн. тонн дизельного топлива и мазута и 20-25 млн. тонн угля. В связи с высокими транспортными расходами стоимость топлива в удаленных районах — республиках Саха, Тыва, Алтай, на Камчатке — достигает 800-900 и более за 1 тонну у. т. [134]. На завоз топлива тратится до половины бюджета этих регионов, а проблему его допоставки часто приходится решать в зимний период с помощью авиации и МЧС;
- организация энергопроизводства резервных и дополнительных мощностей на базе ВИЗ в районах дефицитных энергосистем могла бы способствовать повышению надежности энергоснабжения, а также созданию конкуренции для большой энергетики. Имеющие место ограничения потребителей от ФОРЭМА (Федерального оптового рынка энергии и мощности), обусловленные экономическими причинами (неуплата за электроэнергию и топливо), ограничения «в связи с необходимостью экономии энергоресурсов», а также перерывы в энергоснабжении из-за аварийных отключений дезорганизуют жизнь городов и регионов, приносят ущерб, оцениваемый миллиардами . Среднегодовой ущерб в сельском хозяйстве и в непрерывных производствах обрабатывающей промышленности от перебоев, и недопоставки энергоснабжения в 25-30 раз превышает стоимость недопоставленной энергии. Создание регулируемого рынка независимых производителей энергии на базе ВИЭ в этих районах позволило бы снизить указанные потери [134].
- актуальным представляется создание дополнительных генерирующих мощностей на конечных терминалах местных линий электропередач напряжением 6-15 кВ большой протяженности, к которым подключены многие потребители и которые часто аварийно отключаются. Перерывы в энергоснабжении такими ЛЭП составляют многие часы, при этом ущерб, нанесенный потребителям, не компенсируется энергоснабжающими организациями.
- незаменимыми источниками энергоснабжения являются ВИЭ в районах с повышенными требованиями к экологической безопасности (территории вокруг мегаполисов, курортные зоны, заповедники), где их использование способствовало бы снижению экологической напряженности за счет уменьшения вредных выбросов от тепловых энергетических установок. Развитие индустрии ВИЭ в большой степени могло бы способствовать развитию собственной энергетической промышленности, созданию дополнительных рабочих мест, реализации до сих пор имеющегося в России весьма высокого научно-технического потенциала.
Создание производства ВИЭ в России могло бы привести к существенному увеличению в экспорте страны доли высокотехнологичных мащин и оборудования. Возможности и опыт в торговле с развивающимися странами и странами Европы имеются уже сегодня (малые ВЭУ мощностью до 1 кВт, малые и микро-ГЭС, солнечные коллектора и фотоэлементы, индивидуальные биогазовые установки и др.).
ВИЭ могли бы сделать значительный вклад в обеспечение энергетической безопасности и в улучшение энергоснабжения во многих российских регионах (Камчатка, Чукотка, Приморье, Астраханская обл.) где положение с энергоснабжением является критическим, и, которые испытывают, и будут испытывать дефицит энергоснабжения.
Возможности России в использовании ВИЭ.
Россия богата ресурсами ВИЭ всех видов. Экономический потенциал ВИЭ РФ составляет 270 млн. тонн у. т. без крупных ГЭС и дров (свыше 25% сегодняшнего внутреннего энергопотребления) [134].
По имеющимся данным о распределении ресурсов ВИЭ по федеральным округам и регионам, следует, что в каждом из них имеются по два-три вида ВИЭ, что обусловливает целесообразность и необходимость развития в России всех видов ВИЭ.
Критические точки и ограничения на характеристиках асинхронного генератора
В предыдущих параграфах при исследовании характеристик асинхронного генератора было отмечено о наличии критических точек. Например, для асинхронной машины АИМЛ71В4УЗ в режиме генератора имеются критические точки при скольжениях;
а) sKpl=-0,42 - для механической характеристики.
б) sKp2=-0,5 - для характеристики преобразования механической мощности в электрическую,
в) 5крз 0529 - для характеристики мощности, отдаваемой в сеть.
Все эти точки представляют значения скольжения, ограничивающие использование машины в режиме генератора.
Кроме отмеченных критических точек необходимо учесть также ограничение использования асинхронной машины по поминальному току. Так, например для асинхронной машины АИМЛ71В4УЗ номинальный ток составляет /фн=2,05 А, которому соответствует общая проводимость фазы у = /фн/[/фн=2,05/220=0,0093 1/Ом.
Этой проводимости соответствует скольжение ротора sH=±0,07 при номинальном фазном напряжении 220 В. Значение sH=-0,07 является меньшей (по абсолютной величине) среди критических значений sKpl,5Kp2,sKp3. Следовательно, ограничение по номинальному току является решающим, поскольку sH=—0,07 меньше других значений критических точек (по абсолютной величине) SKP1,SKP2,SKP3. При использовании асинхронной машины в диапазоне изменения скольжения ротора з=±0,1 будет обеспечен большой запас устойчивости по другим характеристикам: механической и электрической мощности, отдаваемой в сеть в режим генератора при напряжении сети, равном номинальному напряжению генератора.
Исходя из выше изложенного, представляют интерес для анализа все зависимости проводимостей фазы в более узком диапазоне изменения скольжения ротора, назовем его рабочим диапазоном изменения скольжения ротора з=±0,15 (с учетом перегрузки сверх номинального скольжения ротора).
Для этого рабочего диапазона скольжения ротора проведен расчет проводимостей фазы асинхронной машины АИМЛ71В4УЗ по формулам (2.9,2.10,2.11,2.12,2.13) и при допущении, что параметры схемы замещения не изменяются при изменении скольжения ротора в пределах 8=±0,15. Результаты расчета сведены в таблицу 1.3 в приложении 1.
По расчетным данным построены графики проводимостей на рисунке 2.6
По номинальным данным двигателя АИМЛ71В4УЗ можно определить полную проводимость фазы у = /фл/ /фн=2,05/220=0,0093 1/Ом. При номинальном скольжении ротора sH=0,07 получено расчетное значение полной проводимости у=0,0096. Расчетное значение тока фазы при у=0,0096 составляет /рас = i/ф У =220-0,0096=2,11 А. Это расчетное значение незначительно отличается от номинального тока (2,11 2,05 А).
С учетом расчетной проводимости Урас=0,0096 1/Ом на рисунке 2.6 выделена штриховыми линиями условная рабочая зона, проводимость в которой ограничена скольжением ротора sH=±0,07. Следовательно, эта условная рабочая зона соответствует такой нагрузке асинхронной машины, при которой ток фазы не превышает номинального значения /ф„=2,05 (при напряжении фазы 220В).
Представляет большой интерес соотношение проводимостей фазы, а следовательно токов и мощностей в этой рабочей зоне.
Индуктивная проводимость, выраженная в виде кривой линии 3 па рисунке 2.6 незначительно изменяется по величине в пределах рабочей зоны, имея достаточно большую постоянную составляющую в виде графика 5.
С другой стороны, суммарное значение активной проводимости, выраженное кривой линией 2 на рисунке 2.6, имеет прямо пропорциональную зависимость от скольжения ротора и изменяется в широких пределах. Эта закономерность отражается в виде зависимости коэффициента мощности cos (р = q/y, которая построена на рисунке 2.7. С увеличением скольжения ротора по абсолютной величине возрастает расчетное значение коэффициента мощности. При номинальном скольжении ротора sH=0,07 коэффициент мощности в режиме генератора составляет 0,59. Это значит, что индуктивная составляющая тока имеет 80,7% от номинального тока. Следовательно, фаза статора перегружена индуктивной составляющей тока.
Выводы:
1. Рассмотрены критические значения скольжения ротора и ограничения на характеристиках асинхронного генератора. Ограничение по номинальному току и соответствующее ему скольжение ротора является решающим среди других критических значений скольжения при номинальном напряжении фазы.
2. При нагрузке асинхронной машины в пределах номинального тока потребляется значительная по величине индуктивная составляющая тока, что снижает коэффициент мощности машины.
3. Имеется необходимость, в разработке способа повышения коэффициента мощности асинхронного генератора.
Рабочие характеристики асинхронного генератора при параллельной работе с сетью большой мощности
Известно, что асинхронный генератор может работать либо параллельно с сетью, либо на автономную сеть. При работе асинхронного генератора параллельно с сетью большой мощности значительно упрощается система управления генератором, так как отпадает необходимость в регулировании напряжения и частоты тока генератора. В таком случае все управление асинхронным генератором сводится к поддержанию частоты вращения ротора (или равнозначно - к поддержанию скольжения ротора) в таких пределах, при которых ток фазы не выходит за пределы номинального значения.
С другой стороны, при работе асинхронного генератора на автономную сеть, управление им значительно усложняется, так как возникает необходимость в дополнительном регулировании и поддержании напряжения и частоты тока на определенном уровне.
Поэтому для выполнения поставленных задач перед экспериментальными исследованиями был принят более простой способ управления генератором - параллельная работа с сетью большой мощности. Электрическая принципиальная схема управления установкой, изображенная на рисунке 3.2 , позволяет проводить такие эксперименты.
Каждый раз перед проведением эксперимента необходимо провести пробное включение и настройку аппаратуры в следующей последовательности:
1. Проверить путем включения и измерения напряжение в трехфазной сети.
2. Провести пробное включение в сеть асинхронной машины в режиме двигателя, установить направление вращения ротора.
3. Проверить путем включения наличие напряжения в сети постоянного тока для питания приводного электродвигателя.
4. Провести пробное включение и плавное регулирование частоты вращения приводного двигателя, присоединенного с валом асинхронного генератора, установить одинаковое направление вращения установки при включении асинхронного двигателя в сеть и двигателя постоянного тока.
После пробных включений было проведено испытание асинхронного генератора при параллельной работе с трехфазиой сетью при напряжении сети, равном номинальному напряжению генератора 17лс=[/лг=380 В или {/фс=[/фг=220 В в следующей последовательности:
а) включается приводной двигатель в сеть при небольшом напряжении, подведенном к якорю.
б) повышается частота вращения асинхронного генератора до синхронной частоты вращения магнитного поля 1500 мин" ,
в) включается асинхронный генератор в сеть при частоте вращения ротора 1500 мин1.
Этими действиями устанавливается исходное состояние генератора (режим идеального холостого хода), проверяются показания приборов. Нагрузка и испытания генератора производится путем плавного увеличения частоты вращения генератора с помощью приводного двигателя. Запись и обработка результатов испытания осуществляется согласно выше описанной методике (см. 3.3). Результаты испытаний приведены в таблице 2.1 (Приложение 2)
При испытании асинхронного генератора происходит изменение величины и направления мощности Рвых, измеренные комплектом приборов К 505. При частоте вращения ротора 1500 мин"1 асинхронная машина, находясь в режиме идеального холостого хода, потребляет из сети индуктивный намагничивающий ток фазы, 1,40 А. Потери активной мощности в цепи намагничивания покрываются за счет потребления активной мощности из сети (-113,3 Вт). С увеличением частоты вращения ротора и скольжения ротора потребляемая из сети активная мощность уменьшается, и при частоте вращения 1520 мин" мощность Рзых принимает нулевое значение.
При дальнейшем увеличении частоты вращения ротора свыше 1520 мин"1 изменяется направление активной мощности Рвых и начинается возрастание активной мощности, отдаваемой асинхронным генератором в сеть. Увеличение частоты вращения ротора доводится до 1610 мин"1 , при которой величина тока фазы достигает номинального значения/ф=2,05 А.
Рабочие характеристики асинхронного генератора построены на рисунке 3.4 по данным таблицы 2.1 в цриложении 2.
Экспериментальные исследования генератора полностью подтверждают теоретические исследования.
По рабочим характеристикам видно, что асинхронный генератор при своей работе потребляет достаточно большую индуктивную составляющую тока. Это сказывается на потреблении тока от другого источника электрической сети, например, от синхронного генератора, параллельно с которым работает испытуемый асинхронный генератор. Можно снизить потребление реактивного тока от синхронного генератора путем включения конденсаторов параллельно испытуемому асинхронному генератору. Реактивная мощность конденсаторов может быть определена по известной формуле Q = 3 фс 4н- Для испытуемого асинхронного генератора на базе асинхронного двигателя АИМЛ71В4УЗ реактивная мощность определяется Q = 3 220 1,4 = 924 ВАр, что составляет 68,3% от полной мощности, потребляемой из сети.
На основе такого вывода в настоящей работе выдвинута гипотеза по снижению коэффициента мощности асинхронного генератора путем снижения напряжения сети относительно номинального напряжения генератора. Снижение напряжения сети позволяет снизить общий ток фазы и его составляющие; индуктивную (реактивную) и активную. Далее путем повышения скольжения ротора имеется возможность увеличить активную составляющую тока фазы. Таким способом можно перераспределить активную и индуктивную составляющие тока, тем самым повысить коэффициент мощности асинхронного генератора.
Были проведены испытания асинхронного генератора при разных линейных напряжениях сети 360 В, 345 В, 315 В, 245 В и 220 В, пониженных относительно номинального напряжения 380 В асинхронного генератора. Во всех опытах индуктивная составляющая тока снижалась пропорционально изменению напряжения сети. Ниже приведены в таблице 2.2 в приложении 2 результаты испытаний при линейном напряжении сети /лс=220 В
По данным таблицы 2.2 в приложение 2 построены рабочие характеристики асинхронного генератора при пониженном линейном напряжении сети [/лс=220 В относительно номинального напряжения генератора UHr= 380 В.
Определение ожидаемой эффективности применения микро-ГЭС
Для приведения разновременных затрат, результатов и эффектов используется норма дисконта Е, равная норме дохода на капитал и выраженная в долях единицы или процентах в год.
Технически приведение денежного потока к базисному (обычно начальному) моменту времени осуществляется путем умножения его на коэффициент дисконтирования at, определяемого для постоянной нормы дисконта Е.
В рыночной экономике при использовании собственного капитала нормы дисконта определяются исходя из депозитного процента по вкладам, а на практике она выше этого процента за счет инфляции и риска, связанного с инвестициями. В случае, когда весь капитал заемный, норма дисконта представляет собой соответствующую процентную ставку, определяемую условиями процентных выплат и погашений по займам.
Для оценки эффективности инвестиционного проекта рекомендованы следующие показатели [25, 26]:
1)чиссый дисконтированный доход (ЧДД);
2)индекс доходности (ИД))
3)внутренняя норма доходности (ВИД))
4)срок окупаемости инвестиций;
5)прочие показатели, атражающие интересы участников или специфику проекта.
Наиболее общим и правильным является использование всех четырех взаимосвязанных показателей. При этом чистый дисконтированный доход (ЧДД) - один из важнейших показателей и критериев эффективности, который в ряде случаев выступает как самостоятельная и единственная характеристика. При оценке проектов необходимо приведение (дисконтирование) указанных показателей в стоимости момента сравнения, так как денежные поступления и затраты в различные временные периоды неравнозначны, а именно доход, полученный в более ранний период, имеет большую стоимость, чем та же величина дохода, полученного в более поздний период. Так же как затраты, произведенные в более ранний период, имеют большую стоимость, чем те же затраты, произведенные в более поздний период.
Чистый дисконтированный доход (ЧДД) характеризует превышение суммарных денежных поступлений над суммарными затратами для данного проекта с учетом неравномерности эффектов (затрат, результатов), относящихся к различным моментам времени.
Чистый дисконтированный доход (Э„) определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенный к начальному шагу, или как превышение интегральных результатов над интегральными затратами по формуле [25, 26].
Для признания проекта эффективным, с точки зрения инвестора, необходимо, чтобы чистый дисконтированный доход проекта был положительным. При проведении сравнительной оценки предпочтение следует отдать проекту с большим значением ЧДД. Очевидно, что при ЧДД о проект следует принять, при ЧДД 0 отвергнуть, а при ЧДД = о проект не прибылен, но и не убыточен.
Необходимо отметить, что ЧДД отражает прогнозную оценку изменения экономического потенциала предприятия в случае принятия рассматриваемого проекта. Этот показатель аддитивен во временном аспекте. Это очень важное свойство, выделяющее данный критерий из всех остальных и позволяющее использовать его в качестве основного при анализе оптимальности инвестиционного проекта. ЧДД -динамический показатель и его функциональная характеристика во времени - нелинейная.
Результаты расчета ЧДД отражены в таблице 4.2.
Из таблицы видно, что ЧДД достигает положительного значения на шестой год эксплуатации. Таким образом, проект применения микро-ГЭС является прибыльным.
Другим важным показателем эффективности является индекс доходности. Индекс доходности представляет отношение суммы приведенных эффектов к величине капитальных вложений. Показатель индекс доходности тесно связан с ЧДД. Он строится из тех же элементов.
Из графика видно, что ВНД равна 0,207 в точке пересечения с осью абсцисс. Таким образом, верхняя граница допустимого уровня банковской процентной ставки составляет 20,7 %, превышение которой делает проект убыточным.
Срок окупаемости инвестиций Ток это минимальный временной период от начала осуществления проекта, за пределами которого интегральный экономический эффект становится и остается в дальнейшем неотрицательным, т.е. период окупаемости - это время от начала реализации инвестиционного проекта до момента, когда первоначальные инвестиционные вложения и другие затраты обусловленные с реализацией проекта, покрываются суммарными результатами от его осуществления. Срок окупаемости рассчитывается по выражению [25, 26].
