Mainīga ātruma konstantas frekvences vēja turbīnas nominālais nemainīgais ātrums virs pastāvīgās jaudas kontroles
Kā neizsīkstošs, tīrs un bez piesārņojuma atjaunojamais enerģijas avots vēja enerģija ir plaši izmantota visā pasaulē. Kā viena no valstīm ar bagātīgiem vēja resursiem Ķīna ir panākusi strauju progresu vēja turbīnu lokalizācijā. “Devītā piecu gadu plāna” perioda laikā tas sasniedza 96% vēja turbīnu lokalizācijas ātrumu un sekmīgi attīstīja 600 kW vēja vētras. Genset vadības sistēmas galvenā tehnoloģija. Šobrīd mēs esam veikuši valsts 863 "megavatu klases mainīgā ātruma konstantas frekvences vēja turbīnas elektriskās vadības sistēmas" izpēti un izstrādi, un pētniecība un izstrāde tiek veikta aktīvi un efektīvi.
Viena no lielās priekšrocības, kādas pastāvīga ātruma konstanta frekvences vēja turbīnām, salīdzinot ar apturētām vēja turbīnām, ir stabila izejas jauda virs nominālā vēja ātruma. Ja mainīgā ātruma konstantas frekvences vēja turbīna tiek darbināta virs nominālā vēja ātruma, ir nepieciešams, lai izejas jauda būtu lielāka par nominālo jaudas stabilu stabilu, izvairītos no svārstībām un padarītu ģeneratora iestatīto pārvades sistēmu labu elastību, kā arī jāņem vērā vēja turbīnas efektīva aizsardzība. Patlaban izstrādāto MW klases mainīgā ātruma pastāvīgās frekvences vēja turbīnas galvenokārt izmanto piķa vadības tehnoloģiju. Pīķa vadības tehnoloģija ir mainīt vēja turbīnas iegūto aerodinamisko griezes momentu, regulējot asmens asumu un regulējot vēja turbīnas iegūto aerodinamisko griezes momentu, kad vēja ātrums ir pārāk augsts, lai iekārtas jauda būtu stabila . Šī kontroles stratēģija izmanto jaudas atgriezeniskās saites slēgtās cilpas vadības sistēmu, lai sasniegtu kontroles mērķi virs mainīgā ātruma konstantas frekvences vienības nominālā vēja ātruma. Piķis mehānisms Ievads Pagrieziena piedziņa sastāv no mehāniskas un hidrauliskas sistēmas, kas regulē ventilatora asmeņus gar ventilatora garenisko asi. Tā kā lāpstiņas inerces lielums ir liels un piķis izpildmehānismam nevajadzētu patērēt daudz jaudas, izpildmehānismam ir ierobežojoša spēja, un tā dinamiskās īpašības ir nelineāra dinamika ar piesātinājuma robežām gan slīpuma leņķī, gan slīpuma leņķī. Kad slīpuma leņķis un piķis ātrums ir mazāks par piesātinājuma robežu, piķa dinamika ir lineāra. Sprieguma pievads ir parādīts 1. attēlā.
Izpildmehānisma modelis apraksta dinamiku starp regulēšanas leņķa komandas komandu un komandas ierosinājumu. Matemātisko modeli var raksturot kā šādu pirmās kārtas sistēmu
Dotā vērtība faktiskajā vadības sistēmā ir vadības spriegums no slīpuma leņķa novirzes līdz proporcionālajam vārstam -DC10V ~ + DC10V.
Kontroliera dizains
Šī regulatora galvenais mērķis ir regulēt konstantu jaudu, regulējot piķa leņķi. Kā parādīts 1. attēlā. 2, strāvas ģeneratora izejas jauda P tiek mērīta ar jaudas savākšanu. Jaudas kļūdu ΔP aprēķina, salīdzinot ar doto jaudu P *. Jaudas novirze tiek izmantota kā PID regulatora ieeja, un kontrolieris komandē pašreizējo slīpuma leņķa kļūdu Δβ = β * -β (pašreizējais slīpuma leņķis β) atbilstoši mājsaimniecības komandai izdot β * no asmeņu atskaites augstuma leņķis. Pēc tam pikseļu maiņas ātrumu nosaka pēc mainīgā slīpuma mehānisma parametriem. Atskaites leņķa leņķis ir ierobežots diapazonā no 0 līdz 92 °, kurā kontrolieris vēja turbīnu asmeņus pielāgo jaunajām slīpuma leņķa prasībām.
2. attēla lodziņā ir PID regulators. Proporcionālo, integrālo un diferenciālo guvumu Kp, Ki un Kd stabilu vērtību diapazonu nosaka, izmantojot Rolls stabilitātes kritēriju, kas parādīts attēlā redzamajā slēgtās cilpas pārneses funkcijā. Proporcionālo, neatņemamo un atvasināto instrumentu ieguvumi tiek iegūti ar simulāciju. Princips ir uzturēt ventilatora jaudu pie nominālās jaudas.
Simulācijas rezultāti
1) Pieauguma leņķa maiņas ātrums ir robežās no -5 ° / s līdz + 5 ° / s, ko pieļauj hidrauliskā sistēma.
2) Pieauguma leņķa β maiņa ir tāda pati kā vēja ātruma v izmaiņu tendence, vēja ātrums v palielinās un vidējais piķis leņķis β palielinās; gluži pretēji, vēja ātrums v samazinās, un vidējais piķis leņķis β samazinās.
3) Ventilatora lāpstiņu momentānās absorbcijas jauda Pmech un vēja enerģijas izmantošanas koeficients Cp rāda, ka piķa leņķa β maiņa ierobežo asmeņa momentānās absorbcijas jaudu Pmech un lāpstiņas efektivitāte ir zemāka.
4) Ģeneratora izejas jaudu Pe var nomainīt ap nominālo jaudu, mainot slīpuma leņķi β, lai saglabātu nemainīgu jaudu.
5) Ģeneratora ātruma svārstības ietekmē (Pmech-Pe) un iekārtas inerces.
