Повышение энергоэффективности электроприводов газоперекачивающих агрегатов с использованием инвариантных систем управления

Объектом исследования является электротехнический комплекс в составе электроприводного газоперекачивающего агрегата, включающий в себя асинхронный электродвигатель, высоковольтный частотно-регулируемый преобразователь с системой управления, нагнетатель природного газа в виде нагрузки. Предметом исследования являются система управления высоковольтным частотно-регулируемым преобразователем и алгоритм, позволяющий задать оптимальную скорость вращения привода газоперекачивающего агрегата, с учетом действия на объект исследования технологических и внешних влияющих факторов. Целью диссертационной работы является исследование возможности повышения энергоэффективности трубопроводного транспорта газа путем обоснования целесообразности использования ЭГПА с предложенной структурой и алгоритмами управления частотно-регулируемым приводом центробежного нагнетателя. Задачи, решаемые в работе: 1. Анализ современных технологий повышения энергоэффективности, применяемых в ЭГПА. Анализ основных вариантов построения систем автоматического регулирования электропривода. Исследование учета влияния технологических и внешних факторов при построении систем управления. 2. Синтез структуры комбинированной системы регулирования скорости вращения электропривода ГПА со стабилизацией давления газа на выходе, инвариантной к изменению внешних и технологических параметров. 3. Разработка алгоритма задания оптимальной скорости вращения электропривода ГПА, позволяющего учесть стохастический характер процессов в магистральных газопроводах. 4. Создание имитационной компьютерной модели в составе центробежного нагнетателя, высокоскоростного асинхронного двигателя, высоковольтного преобразователя частоты с системой управления для исследования предлагаемой системы автоматического регулирования и алгоритмов управления. 5. Разработка алгоритма векторной широтно-импульсной модуляции для трехфазного трехуровневого инвертора напряжения, в том числе с целью использования в составе компьютерной имитационной модели. 6. Разработка методики выбора оптимальной схемы электроснабжения группы ЭГПА, управляемых по предлагаемым алгоритмам.