Proiectul GENEX: Optimizarea functionarii hidrogeneratoarelor electrice

Proiectul GENEX: Optimizarea functionarii hidrogeneratoarelor electrice

Director proiect: Ing. Vintila Adrian

Producerea energiei electrice se face aproape in totalitate cu ajutorul generatoarelor sincrone. Acestea sunt masini electrice de putere medie si mare. Ele au o durata mare de functionare de circa 30 de ani. Dupa acest timp ele se reabiliteaza complet. Functionarea cu eficienta energetica maxima este absolut esentiala. De asemenea, fiabilitatea in alimentarea retelelor este o cerinta majora.

Majoritatea generatoarelor sincrone din tara folosesc excitatoare rotative vechi. Acestea functioneaza ca generatoare de curent continuu sau cu diode rotative. Doar cateva unitati nationale au implementat variante de excitatie statica. In ultimii ani se pune un accent deosebit pe modernizare. Dorim modernizarea sistemelor de excitatie pentru a realiza performante superioare. Respectam astfel reglementarile impuse de Uniunea Comunitara si TRANSELECTRICA.

Prioritatea noastra sunt cercetarile pentru sistemele de excitatie statica. Acestea sunt destinate hidrogeneratoarelor cu caracteristici unicat. Ele au constante electromagnetice mari si mase inertiale foarte mari. Acesti parametri pot conduce la supratensiuni periculoase in regimuri tranzitorii. Proiectul vizeaza studiul teoretic si experimental al sistemelor moderne. Utilizam reglarea digitala pentru cresterea randamentului si automatizarii.

Proiectul se racordeaza la cercetarile actuale europene. Dezvoltam sisteme de reglare digitale performante si noi strategii. Folosim ca element de executie sisteme avansate de excitatie statica. Urmarim reducerea varfurilor de supratensiune periculoase din sistem. Dezvoltam module de dezexcitare si fortare a excitatiei moderne. Acestea asigura viteze de raspuns extrem de mari in operare.

Studiul teoretic si modelarea numerica

• Studiul privind stadiul actual al cercetarilor in acest domeniu;
• Analiza structurii sistemelor existente, limite, dezavantaje si tendinte;
• Studiul sistemelor de excitatie statica si al posibilitatilor de automatizare;
• Realizarea unui model numeric folosind produse program recunoscute international;
• Utilizarea platformelor software specializate de tip Matlab si Simulink;
• Studierea regimurilor de functionare pentru cristalizarea cerintelor tehnice optime.

Proiectarea, experimentarea si implementarea

• Analiza functiunilor si a performantelor dinamice din retea;
• Stabilirea caracteristicilor sistemului hardware (automat programabil, dezvoltare cu DSP);
• Alegerea unei solutii optime de excitatie statica pentru modelul experimental;
• Elaborarea specificatiei tehnice si a documentatiei complete de executie;
• Realizarea unui model experimental de laborator cu excitatie statica;
• Testarea unui generator sincron cu poli aparenti de 15 kVA;
• Efectuarea de teste si studii experimentale complexe pe model;
• Elaborarea unui raport final privind rezultatele stiintifice obtinute;
• Diseminarea rezultatelor si transferul tehnologic direct catre beneficiari.

Perspective viitoare si dezvoltarea prototipului

Se precizeaza clar ca acest proiect de cercetare complex are ca realizare practica un model de laborator si un model industrial. Acestea se vor continua intr-o faza ulterioara in cadrul unui alt parteneriat de viitor. Noul parteneriat va viza strict realizarea unui prototip omologat. Din acest motiv, legat de perspectivele dezvoltarii aplicatiilor din domeniu, raportul final contine un element suplimentar. El include in rezumat si un caiet de sarcini profesional pentru realizarea unui prototip.

Impactul a presupus transferul tehnologic al solutiilor studiate direct catre hidrocentrale. Ne-am orientat inclusiv catre hidroamenajari aflate in curs de realizare sau in faza de reabilitare. Din totalul hidrogeneratoarelor din tara, cu o putere instalata de 6.400 MW, peste 90% furnizeaza energie cu sisteme depasite. Acestea apartin celor 124 hidrocentrale mari si 223 microhidrocentrale. Ele au un grad scazut de automatizare si un randament energetic foarte scazut. Echipamentele sunt complet necompatibile cu sistemul energetic modern al Uniunii Europene. Toate aceste unitati au inceput sau vor incepe imediat procesul de reabilitare.

Potentialul hidroenergetic neamenajat inca este evaluat la fabuloasa cifra de 5.600 MW. Pentru acesta se pune problema unor solutii moderne dedicate exclusiv excitatiilor. Proiectul determina cresterea semnificativa a randamentului in productia energiei din surse nepoluante. De asemenea, incurajeaza dezvoltarea aplicatiilor in domeniul hidroamenajarilor de putere medie sau mica.

Impactul a fost puternic si asupra sistemului educational national. S-au implicat Universitatea Politehnica din Timisoara (Facultatea de Electrotehnica) si Universitatea din Craiova (Facultatea de Electromecanica). S-au format tineri specialisti pregatiti sa asimileze tehnologii avansate. Acestia vor dezvolta solutii moderne de producere a energiei. In final, hidrocentralele vor fi corect conectate intr-un sistem compatibil complet cu standardele Uniunii Europene.

Descriere document	Descarcare
Stage I (2007) – Analysis of solutions for modernizing electric hydrogenerator excitation	Descarca PDF
Stage II (2008) – Achievement of execution documentation for experimental model	Descarca PDF