Возобновляемая электроэнергетика является наиболее динамично развивающейся отраслью энергетики [1]. К нетрадиционным возобновляемым источникам энергии (НВИЭ) относятся солнечная, ветровая, геотермальная энергия, энергия приливов и морских волн, биомассы. Существует два основных варианта автономного энергоснабжения – использование традиционных дизель-электрических (ДЭС) или газотурбинных станций на основе углеводородного топлива и электростанций, работающих на НВИЭ [2].
Преимущества возобновляемых источников энергии по сравнению с традиционными ДЭС:
– экологическая чистота, отсутствие выбросов и загрязнений окружающей среды;
– экономичность выработки электроэнергии с работой без затрат углеводородного топ лива;
– низкие шумо вибрационные показатели работы;
– полная автономность и минимальные затраты на техническое обслуживание и ремонт.
Вместе с тем НВИЭ обладают некоторыми недостатками:
– возможные перебои в энергоснабжении из-за случайного характера природных энергетических ресурсов;
– необходимость аккумулирования энергии;
– высокая удельная стоимость установленной мощности НВИЭ.
Среди автономных электростанций, использующих возобновляемые энергоисточники, самое широкое распространение получили ветроэнергетические установки (ВЭУ). При рациональной организации работы электростанции с ВЭУ могут производить высококачественную электроэнергию со стабильными параметрами.
Создание современных энергоэффективных и надежных ВЭУ предполагает применение новейших достижений техники, технологий и алгоритмов генерирования электроэнергии, апробация которых невозможна без создания экспериментального стенда. В качестве базовой выбрана структура электрогенерирующей установки на базе ветрогенератора [3, 4] (рис. 1). Выбор данной двухлучевой структуры обусловлен наличием минимального количества элементов системы, обеспечивающих ее автономность.
Более сложные трехлучевые системы строятся на базе данной базовой схемы, или отдельные элементы ее могут входить в более сложную структуру [5, 6]. Данная структура позволяет исследовать статические и динамические режимы работы автономной электроустановки в лабораторных условиях.