Так, например, электроэнергетическая установка (рис.1) [2], обладает следующим существенным недостатком: она имеет в своем составе два электромеханических устройства, причем, одна из машин необходима только для запуска газотурбинного двигателя до оборотов «поджига», что требует высоких капитальных затрат.

Рисунок 1 – Электроэнергетическая установка

Турбогенераторная установка [3], лишена данного недостатка, поскольку генератор используется в режиме электрического двигателя при запуске, а затем машина переходит в режим генерирования. Согласование энергии осуществляется посредством преобразователя частоты. Однако, наличие пары тиристорных мостов, управляемыми измерительными трансформаторами, приводит к увеличению массогабаритных показателей. Кроме того, применение преобразователя частоты, приводит к появлению высших гармонических составляющих, искажению напряжения питания потребителей, снижению качества электроэнергии.

Для устранения указанных недостатков, а также снижения высших гармонических составляющих тока и напряжения, повышения надежности электроснабжения потребителей, разработана структура электроснабжения на основе энергоносителя в виде попутного нефтяного газа, представленная на рис. 2.

A – датчик мощности нагрузки; V – дозирующий клапан; G – датчик двигателя; B – датчик мощности генератора;C – датчик температуры; D -датчик давления; E – датчик емкости.

Рисунок 2 – Система генерирования электроэнергии

Система работает следующим образом. Генератор при пуске работает в режиме электрического двигателя, получающего питание от емкостного накопителя энергии. Преобразование энергии от источника постоянного тока производится посредством активного выпрямителя, работающего в режиме инвертора. При достижении определенной частоты вращения генератора, блок управления осуществляет отключение накопителя энергии и в газотурбинную установку подается топливовоздушная смесь. Механическая энергия приводит в движение вал и выводит электрическую машину в генераторный режим. Затем блок управления подает сигнал на подключение блока силовой электроники, в котором переменный электрический ток от генератора преобразуется в постоянный с помощью активного выпрямителя, ограничение колебаний тока осуществляют дросселем, подавление пульсаций напряжений – емкостным накопителем энергии, преобразование постоянного напряжения в трехфазное переменное – автономным инвертором. Таким образом, потребитель получает переменный электрический ток с заранее определенной фиксированной частотой.

Такое техническое решение позволяет использовать одну электрическую машину в генераторном и двигательном режимах, применять блок силовой электроники в качестве автономного инвертора и активного выпрямителя. Кроме того, разработанная система генерирования электроэнергии обеспечивает снижение высших гармонических составляющих тока и напряжения, повышает надежность бесперебойного электроснабжения, что имеет существенное практическое значения для предприятий минерально-сырьевого комплекса, функционирующих в суровых климатических условиях отдаленных районов нефтедобычи.