The paper deals with a strategy to control power flow in a stand alone power system which uses two diesel induction generators with short circuited rotor and a storage battery. The semiconductor excitation systems control magnetizing and DC output voltages of the generators. Reference values of the voltages are calculated by an active power flow control block (APFCB). The control strategy of the APFCB enables to reduce fuel consumption comparing to “single diesel“ system of the same power

Мазуренко, Леонід Іванович

Джура, Олександр Васильович

Романенко, Володимир Іванович

Шевчук, Надія Іванівна

eNTUKhPIIR Electronic National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"; Institutional Repository

 Энергосбережение средствами электропривода 376 Мазуренко Л.І., Джура О.В., Україна Романенко В.І., Шевчук Н.І. Київ Інститут електродинаміки НАН України Національний технічний університет “Київський політехнічний інститут” АЛГОРИТМ РОЗПОДІЛУ ПОТУЖНОСТІ В АВТОНОМНІЙ ЕНЕРГОСИСТЕМІ З АСИНХРОННИМИ ВЕНТИЛЬНИМИ ГЕНЕРАТОРАМИ Створення малих автономних енергосистем (АЕ) для віддалених від централізованих електричних мереж районів доцільно проводити з застосуванням асинхронних генераторів (АГ) з вентильним збудженням (ВЗ) по колам статора. При об’єднанні таких генераторів по колу постійного струму необхідно забезпечити належний контроль за розподілом активної потужності між ними для енергоефективного функціонування АЕ. Метою даної роботи є розробка алгоритму керування вихідними потужностями АГ з ВЗ і частотним керу-ванням в складі дизельної АЕ постійного струму. Розрахункова схема АЕ, яка розглядається (рис.1), містить ге-нератори АГ1, АГ2, вентильні перетворювачі (ВП) ВП1, ВП2, баластні навантаження RH1, RH2 (надалі вважаємо відключеними), навантаження споживачів RH, згладжуючі конденсатори Cd1, Cd2, Cd, акумуляторну батарею (АБ), представлену схемою заміщення (RАБ, EАБ). Величина RАБ в схемі дорівнює сумі внутрішніх опорів АБ і ключа (на схемі не показано) в колі АБ. Приводами генераторів є дизельні двигуни Д1, Д2. Їх частота обертання регулюється  системами керування 1ДСК , 2ДСК .  Початкове збудження АГ і регулювання  напруг 1du , 2du  здійснюють системи керування ВП 1ВПСК , 2ВПСК . Задані значення цих напруг надходять до 1ВПСК , 2ВПСК  з блоку контроля розподілу потужності (БКРП) між джерелами електроенергії АЕ. Спрощена схема розробленого алгоритму роботи БКРП зображена на рис.2. + -S1 S3 S5+ -+ -++-S4 S6 S2S7 S9 S11S10 S12 S8+=0АГ1 АГ2AБiАБRАБЕ+1ϕ2ϕ3ϕ4ϕ5ϕ6ϕ2di1di1du 2du1dC 2dCHiHRHiHRHi11221du++-2di1dCSS 1 2ii G1VP1ВП1ВП1СКRiVP2 ВП2ВП2СКСКД2ωМ1Д2СКД1ωМ2Д11Au1Bu1Cu2Au2Bu2Cu1Ai1Bi1Ci2Ai2Bi2Ci11 Aik− 13 Bik− 15 Cik− 27 Aik− 29 Bik− 211 Cik−---ϕn1ϕn2i G2ϕБКРПдо АБ Рис. 1 Схема силової частини джерела постійної напруги на основі АГ з ВЗ. Основною задачею БКРП є автоматичне підключення/відключення АГ і АБ до/від мережі та регулювання співвідношення між вихідними потужностями генераторів при зміні навантаження споживачів з метою мінімі-зації споживання пального дизельними двигунами в усталених режимах роботи АЕ. Розробленим алгоритмом роботи БКРП забезпечуються режими роботи АЕ, за яких на мережу працюють одночасно заряджаючи АБ один або обидва генератори,  та тежим, при якому на мережу в фазі  розряду працює лише АБ,  а генератори відклю-чені від мережі. Можливий також режим роботи АЕ з відключеною від мережі АБ. Розглянемо деякі особливо-сті побудови та функціонування блок-схеми алгоритму роботи БКРП.     Вхідними змінними для БКРП є миттєві значення вихідних струмів АГ і акумулятора 1Gi , 2Gi , АБi , а також сигнал РЗk , який несе в собі інформацію про фазу зарядно-розрядного циклу АБ ( РЗk = 0(1) - фаза розря-ду(заряду)). За наявності підключеної до мережі АБ  в фазі її заряду діюче значення сумарної потужності, яка споживається мережею від АГ дорівнює ( ) dАБ2G1Gd2G1GG UIPIIUPPP −=+=+= Η , H2HH RIP = , 0IАБ < . Якщо АБ знаходиться у фазі заряду, то  джерелами енергії для мережі є лише АГ, а у фазі розряду – АБ (пара-лельна робота АГ і АБ в фазі її розряду в усталених режимах не передбачена). При цьому, якщо знехтувати втратами в ключах 2У1У S,S і пульсаціями напруги та струму в мережі, то потужність GP  буде дорівнювати су- Проблемы автоматизированного электропривода 377 марній миттєвій вихідній потужності АГ1 і АГ2 Gp . Проте, оскільки для контролю розподілу потужності АГ важлива не їх миттєва сумарна потужність, а  прогнозована сумарна потужність, що буде від них споживатись мережею в сталому режимі oprp , ( Gp  може значно відрізнятися від сталого режиму), то доцільно графік на-вантаження кожного генератора задавати в функції прогнозної потужності oprp  : ( )opr1G pi∗ , ( )opr2G pi∗ , де ∗ 1Gi , ∗2Gi - задані вихідні струми АГ1, АГ2 по колу постійного струму. Відносну величину oprp пропонується розра-ховувати згідно наступного виразу  ( )( )( )РЗАБАБАБсрср2Gср1GdHN2dNopr kikiiiuP/up ⋅⋅+++= ∗∗ ,                                         (1) де HNP , ∗dNu , АБсрср2Gср1G i,i,i  – номінальна потужність навантаження на мережу, її задана номінальна на-пруга, усереднені за певний інтервал часу миттєві струми через ключі  2У1У S,S та АБ, АБk  – комутаційна функція ключа в колі АБ, яка приймає значення 0 або 1. В разі коли АБ  підключена ( АБk = 1) і перебуває у фазі заряду, oprp  регулюватиметься величиною суми ∗+ АБАБср ii  ( 0i,0i АБсрАБ <>∗ ). При ∗+ АБАБср ii > 0 струм заряду менше ніж ∗АБi  і відповідно можна спрогно-зувати, що величина ср2Gср1G ii + після виходу на необхідний струм заряду збільшиться на величину ∗+ АБАБср ii . Аналогічно, якщо ∗+ АБАБср ii < 0, тобто  струм заряду по модулю більше уставки  ∗АБi , то можна прогнозувати зменшення величини ср2Gср1G ii +  після виходу на менший струм АБi , що обгрунтовує  (1). Додатко-во при розробці БКРП  прийнято, що  допустимий розрядний струм АБ в три-валому режимі менший за номінальні вихідні струми АГ і вона працює в режимі розряду на АЕ лише при відповідних малих наван-таженнях при відключених від мережі АГ (наприклад, в нічні години). Якщо ж розрядний струм АБ стає тривало більшим за допус-тимий, то АБ повинна відключитись, а АГ (один чи обидва) підключитись до АЕ. При цьому графік навантаження одного з АГ, а саме того, який має мен-шу потужність (наприклад, АГ1) і працює самостійно при малих навантаженнях на АЕ, буде залежати від фази зарядно-розрядного циклу. Отже, коли АБ переходить у фазу розряду ( РЗk = 0), і  при цьому oprp  менше максимально допустимого для АБ значення, то БКРП повинен сформувати сигнал АБk = 1 для підключення АБ і відключити АГ. В цьому випадку відключення АГ2 передбачене його графіком навантаження ( )opr2G pi∗ , а АГ1 – сигналом РЗk , який обнуляє ∗ 1Gi  в режимі розряду АБ і розпізнається систе-мою керування як сигнал до розімкнення 1УS .  PIPI-0,0250,02510,025-0,025В блок регуляторачастоти ковзання АГ1В блок регуляторачастоти ковзання АГ2*du 2*du 1∫TxdtT1∫TxdtT1∫TxdtT1duАБсрi*dNu0-XPI БККАБна ключ в кол  АБi*dNвUiG1iG1срiG2iG2срkАБ *Блок керування ключем вкол аккумуляторної батареїi  РегуляторiАБi *G2i*G1Регулятор Регулятор*dNu*du 1*du 2∆ ∆рopr(      )рopr (      )рopr( 1 )iАБ iАБ*iАБрoprk З/Рk З/Р,З/РkkАБ  Рис. 2  Спрощена блок-схема алгоритму роботи БКРП. 

Алгоритм розподілу потужності в автономній енергосистемі з асинхронними вентильними генераторами

Attention improves processing of sensory stimuli. It may be directed to object features or to spatial positions. Orienting of attention towards spatial positions has been termed 'spatial attention'. In the visual system, an influence of attention on sensory processing was repeatedly demonstrated on the behavioral and neural level. Auditory attention, on the other hand, has been relatively neglected so far. In the current thesis, two animal models were chosen to investigate auditory spatial attention: first, the barn owl as a highly-developed auditory specialist and, secondly, the rat as an auditory generalist. An influence of spatial attention on sound localization has solely been demonstrated in humans so far. Since barn owls are important animal models in sound localization, I asked whether auditory attention can influence sound localization abilities in these birds. Using a cross-modal cueing paradigm, I could show that barn owls can initiate a head turn towards a sound source significantly earlier (37.4ms / 16% difference in mean response latency) when they are informed about the likely position of the next upcoming auditory stimulus. This benefit in reaction time was explained by the owl's ability to shift attention towards expected positions which resulted in a speeded detection of the stimulus and an earlier response. In a cueing paradigm the subjects are informed that the behaviorally relevant stimulus will be presented soon. In the mammalian species tested so far, this warning elicits a reduction in response latency that is related to the timing of the trial and not to the expected position of the next relevant stimulus. In the barn owl, I found clear effects of spatial attention, but, interestingly, no time-related attentional influences. Why the evaluation of the relative timing of events was not an evolutionary constraint for the barn owl remains open. The construction of internal space is considerably different between the auditory and the visual system which makes research on the mechanisms of auditory spatial attention very important. Surprisingly, less was known about internal representations of auditory space in the rat. Therefore, I investigated auditory neurons in a candidate structure in the rat's midbrain, the colliculus superior (SC) and asked whether auditory space is represented there. I found that most auditory neurons (73%) were broadly, but significantly tuned to the spatial location of a sound source. Preferred locations shifted from frontal to lateral in parallel to the neuron's position along the rostrocaudal axis of the SC. Both characteristics, spatially tuned neurons and their systematical arrangement, demonstrate the existence of an representation of auditory space in the rat SC. The neural basis of spatial attention in the auditory system is unknown so far. This is partially due to the lack of appropriate methods to record from awake animals. In the current thesis I adapted a method that was used in awake rats to record from the midbrain optic tectum (OT) of awake barn owls. During recording sessions owls performed a cue-directed selection paradigm, i.e. a modified cueing paradigm. By combining behavioral and neural measurements, I could test whether attention-related effects in behavior are reflected in the representation of auditory space in the barn owl's midbrain. I found two cognitive influences on auditory midbrain neurons that were seemingly independent: first, the intention to perform a specific movement, which induced a difference between the baseline activities of both OT hemispheres, and second, spatial attention, which enhanced or reduced neural responses to auditory stimulation depending on the behavioral relevance of the stimuli. Both effects are suited to explain the speeded detection and the shorter latency found in the behavioral study. Many auditory neurons (45%) in the barn owl's OT change their activity also during head movements: head turns towards contralateral directions are paralleled by an increase in spike rate and head turns towards ipsilateral directions by a decrease in spike rate below spontaneous levels. The role of midbrain neurons in premotor activation was so far indirectly shown by focal lesions or electrical stimulation. These data suggest that the midbrain of barn owls and rats is an important structure for sound localization. It combines sensory and motor functions, thus acting as sensorimotor interface. The existence of cognitive influences on the midbrain level indicates that midbrain neurons support not only reflexive but also non-reflexive functions, as e.g. goal-directed orienting towards auditory stimuli

Johnen, Anja

Publikationsserver der RWTH Aachen University

Aspects of sound localization and spatial attention in barn owls and rats

RWTH Publications

http://repository.kpi.kharkov.ua/bitstream/KhPI-Press/4941/1/vestnik_HPI_2013_36_Mazurenko_Alhorytm%20rozpodilu.pdf

Алгоритм розподілу потужності в автономній енергосистемі з асинхронними вентильними генераторами

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

eNTUKhPIIR Electronic National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"; Institutional Repository

Publikationsserver der RWTH Aachen University

RWTH Publications