Değişken hız sabit frekanslı rüzgar türbini sabit güç kontrolünün üzerinde sabit hızda puan aldı
Tükenmeyen, temiz ve kirlilik içermeyen, yenilenebilir bir enerji kaynağı olan rüzgar enerjisi, tüm dünyada ülkeler tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Bol miktarda rüzgar kaynağına sahip ülkelerden biri olarak Çin, rüzgar türbinlerinin yerelleştirilmesinde hızlı bir ilerleme kaydetmiştir. “Dokuzuncu Beş Yıllık Plan” döneminde, 600kW rüzgar türbinlerinin lokalizasyon oranının% 96'sına ulaşmış ve başarıyla 600kW'lık durak rüzgarları geliştirmiştir. Jeneratör kontrol sisteminin kilit teknolojisi. Şu anda, ulusal 863 "megawatt sınıfı değişken hızlı sabit frekanslı rüzgar türbini elektrik kontrol sisteminin" araştırmasını ve geliştirilmesini üstlendik ve araştırma ve geliştirme çalışmaları aktif ve etkili bir şekilde yürütülüyor.
Değişken hızlı sabit frekanslı rüzgar türbinlerinin, durgun rüzgar türbinlerine kıyasla en büyük avantajlarından biri, nominal rüzgar hızının üzerindeki kararlı çıkış gücüdür. Değişken hızlı sabit frekanslı rüzgar türbini anma rüzgar hızının üzerinde çalıştırıldığında, anma güç noktasının üstündeki çıkış gücünü sabit tutmak, dalgalanmalardan kaçınmak ve jeneratör seti iletim sisteminin iyi bir esnekliğe sahip olması ve rüzgar türbini için etkili koruma. Şu anda, geliştirdiğimiz MW sınıfı değişken hızlı sabit frekanslı rüzgar türbinleri, çoğunlukla zift kontrol teknolojisini kullanır. Saha kontrol teknolojisi, bıçak perdesini ayarlayarak ve rüzgar türbini tarafından elde edilen aerodinamik torku ayarlayarak, rüzgar hızı çok yüksek olduğunda, ünitenin güç çıkışının kararlı olması için . Bu kontrol stratejisi, değişken hızlı sabit frekans ünitesinin nominal rüzgar hızının üstünde kontrol hedefine ulaşmak için bir güç geri besleme kapalı döngü kontrol sistemi kullanır. Pitch Mekanizması Giriş Pitch aktüatörü, fanın kanatlarını fanın boylamasına ekseni boyunca ayarlayan mekanik ve hidrolik bir sistemden oluşur. Bıçağın ataleti büyük olduğundan ve perde aktüatörü çok fazla güç tüketmemesi gerektiğinden, aktüatör sınırlama kabiliyetine sahiptir ve dinamik karakteristikleri hem perde açısında hem de eğim hızında doygunluk limitleriyle doğrusal olmayan dinamiklerdir. Eğim açısı ve eğim hızı doyma sınırından küçük olduğunda, perde dinamiği doğrusaldır. Pervane aktüatörü, Şekil 1'de gösterilmiştir.
Aktüatör modeli, kontrol cihazından atış açısı komutu ile komutun uyarılması arasındaki dinamikleri açıklar. Matematik model aşağıdaki birinci dereceden sistem olarak tanımlanabilir
Gerçek kontrol sistemindeki verilen değer, perde açısı sapmasından oransal valf -DC10V ~ + DC10V'ye kadar kontrol voltajıdır.
Kontrolör tasarımı
Bu kontrol ünitesinin temel amacı, perde açısını ayarlayarak sabit güç çıkışını ayarlamaktır. Şekil 2'de gösterildiği gibi Şekil 2'de mevcut jeneratör çıkış gücü P, güç toplama ile ölçülür. Güç hatası ΔP, verilen P * gücüne göre hesaplanır. Güç sapması, PID kontrol cihazının girişi olarak kullanılır ve kontrol cihazı, angle * of * 'ı vermek için hanenin komutuna göre mevcut adım açısı hatasını Δβ = β * -β (mevcut adım açısı β) komutunu verir. bıçak referans açısı açısı. Daha sonra, adım değiştirme oranı, değişken adım mekanizmasının parametrelerine göre belirlenir. Referans adım açısı, denetleyicinin rüzgar türbini kanatlarını yeni adım açısı gereksinimlerine göre ayarladığı 0 ila 92 ° ile sınırlıdır.
Şekil 2'deki kutuda PID kontrol cihazı bulunur. Oransal, integral ve diferansiyel kazanımların kararlı değer aralığı Kp, Ki ve Kd, şekilde gösterilen kapalı döngü transfer fonksiyonunun Rolls stabilite kriteri ile belirlenir. Oransal, integral ve türev kazanımları simülasyon ile elde edilir. İlke, fan gücü çıkışını nominal çıkış gücünde tutmaktır.
Simulasyon sonuçları
1) Eğim açısının değişim oranı, hidrolik sistem tarafından izin verilen -5 ° / s ila + 5 ° / s aralığında değişmektedir.
2) Eğim açısının β değişimi, rüzgar hızının v değişim eğilimiyle aynıdır, rüzgar hızı v artar ve ortalama eğim açısı β artar; Aksine, rüzgar hızı v azalır ve ortalama adım açısı β azalır.
3) Fan kanatlarının ani emiliminin gücü Pmech ve rüzgar enerjisi kullanım katsayısı Cp, adım açısı değişiminin β bıçak ani emiliminin gücünü Pmech sınırladığını ve bıçak daha düşük bir verimle çalıştığını göstermektedir.
4) Jeneratör çıkış gücü Pe, sabit gücü korumak için perde açısının β değiştirilmesiyle nominal güç etrafında sorunsuz şekilde değiştirilebilir.
5) Jeneratör hızındaki dalgalanma (Pmech-Pe) ve ünitenin ataletinden etkilenir.
