Методика оценки мощности первичного источника системы автономного электроснабжения с учетом прогнозируемого графика нагрузки

При разработке новых или модернизации существующих энергоемких подвижных объектов (ПО) основным способом обеспечения оптимальных параметров качества питающего напряжения является завышение мощности первичного источника (ПИ) в 1,5–2 раза по отношению к максимальной мощности всех потребителей электрической энергии (ПЭЭ) ПО. Следствием существующего подхода определения мощности ПИ являются: завышение массы и габаритов системы автономного электроснабжения (САЭС) на 30–70 %, что существенно снижает скоростные характеристики, показатели проходимости и длительность автономной работы ПО, а также ухудшают экономичность САЭС; загруженность ПИ САЭС не более чем 35–55 % от номинальной мощности, что приводит к сокращению их сроков службы. Таким образом, невозможно учесть особенности реального токопотребления отдельных ПЭЭ и влияние их совместного функционирования на конкретные ПИ САЭС, что приводит к дополнительным финансовым затратам и увеличению сроков разработки, а также к риску отказа в процессе испытаний как САЭС, так и подключаемого к ним оборудования.

Предложенный подход оценки мощности ПИ электрической энергии в САЭС ПО позволяет определить полную мощность ПЭЭ в условиях ограниченной информации о них с учетом характера графика нагрузки, а также величины и формы токопотребления. В результате аналитических расчетов согласно приведенной методике мощность ПИ ПО может быть снижена на 13–45 % в зависимости от характера нагрузки при сохранении показателей качества питающего напряжения в допустимых пределах.

Рассмотренные способы расчета мощности ПИ САЭС позволят определить ограничения для решения задачи структурно-параметрического синтеза САЭС и алгоритма оценки мощности ПИ при разработке новой или модернизации существующей САЭС ПО. Это позволит снизить массогабаритные параметры САЭС, тем самым повысить скоростные характеристики, маневренные возможности и показатели проходимости ПО, а также длительность автономной работы и экономичность функционирования САЭС.

1. Состояние и перспективы развития систем электроснабжения и средств вторичного электропитания объектов вооружения и военной техники: материалы третьего Всерос. науч.-техн. семинара: сб. докл. / М-во обороны РФ, 22 Центр. науч.-исслед. испыт. ин-т. – М., 1996. – 149 с.

2. Требования к унифицированным модулям питания для систем электроснабжения мобильных объектов [Электронный ресурс] // Научно-производственный центр «Технологическая лаборатория». – 2015. – Режим доступа: http://www.techlab.ru/pub – Дата доступа: 13.02.2015.

3. Чумаков, С. А. Обеспечение качества электрической энергии в системах электроснабжения автономных объектов / С. А. Чумаков, А. Н. Малашин, Ю. В. Суходолов // Вестн. Воен. акад. Респ. Беларусь. – 2015. – № 2 (47). – С. 151–160.

4. Балагуров, В. А. Электрические машины с постоянными магнитами / В. А. Балагуров, Ф. Ф. Галтеев, А. Н. Ларионов. – М.: Энергия, 1964. – 480 с.

5. Каркоцкий, Д. В. Анализ методов оптимизации структуры автономных систем электроснабжения объектов вооружения и военной техники. Постановка задачи / Д. В. Каркоцкий, А. Н. Малашин // Вестн. Воен. акад. Респ. Беларусь. – 2015. – № 1. – С. 68–76.

6. Зиновьев, Г. С. Силовая электроника: учеб. пособие для бакалавров / Г. С. Зиновьев. – 5-е изд., испр. и доп. – М.: Юрайт, 2012. – 667 с.

7. Разработка методики аналитического определения мощности первичного источника электрической энергии для системы электроснабжения автономного образца вооружения: отчет о НИР / УО «Военная академия Республики Беларусь»; рук. А. Н. Малашин. – Минск, 2016. – 72 с.

8. Гужов, Н. П. Системы электроснабжения: учебник / Н. П. Гужов, В. Я. Ольховский, Д. А. Павлюченко. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. – 258 с.

9. Лазарев, И. А. Синтез структуры систем электроснабжения летательных аппаратов / И. А. Лазарев. – М.: Машиностроение, 1976. – 256 с.

10. Технический облик перспективной системы энергоснабжения полевых и мобильных узлов связи: отчет о НИР / «Военная академия Республики Беларусь»; рук. А. Н. Малашин. – Минск, 2018. – 247 с.

11. McGranaghan, M. Active filter design and specification for control of harmonics in industrial and commercial facilities [Electronic Resource] / M. McGranaghan. – Mode of access: https://www.dranetz.com/wp-content/uploads/2014/02/active-filterdesign-specs-harmonics.pdf