Turbine de vent de fréquence constante vitesse variable nominale vitesse constante au-dessus de commande de puissance constante

Turbine de vent de fréquence constante vitesse variable nominale vitesse constante au-dessus de commande de puissance constante

Comme source d’énergie inépuisable, propre et sans pollution renouvelable, l’énergie éolienne a été utilisée par les pays du monde entier. L’un des pays disposant de ressources éoliennes abondantes, la Chine a rapidement progressé dans la localisation des éoliennes. Pendant la période de « Plan quinquennal de la neuvième », il a atteint 96 % taux de localisation de 600kW éoliennes et développé avec succès des vents de 600kW décrochage. La technologie clé du système de contrôle genset. À l’heure actuelle, nous avons entrepris la recherche et le développement du système national de 863 « classe mégawatt variateur fréquence constante vent turbine électrique de contrôle », et le travaux de recherche et développement sont réalisé activement et efficacement.

Un des grands avantages des éoliennes de fréquence constante vitesse variable par rapport à a décroché des éoliennes est la puissance de sortie stable au-dessus de la vitesse de vent nominale. Lorsque l’éolienne de fréquence constante de vitesse variable fonctionne au-dessus de la vitesse nominale du vent, il est nécessaire de rendre la puissance au-dessus du point de puissance nominale de sortie stable, éviter les fluctuations et rendre le système de transmission set générateur ont bonne flexibilité, et aussi envisager une protection efficace de l’éolienne. À l’heure actuelle, les classe MW à vitesse variable fréquence constante éoliennes principalement utilisation terrain, nous avons développé technologie de contrôle. La technologie de contrôle du pitch est de changer le couple aérodynamique obtenu par l’éolienne en ajustant la hauteur de la lame et réglage du couple aérodynamique obtenu par l’éolienne quand la vitesse du vent est trop élevée, afin que la puissance de sortie de l’unité stable. Cette stratégie de contrôle utilise un système de commande en boucle fermée de rétroaction de puissance pour atteindre l’objectif de contrôle au-dessus de la vitesse de vent nominale de l’unité de fréquence constante de vitesse variable. Hauteur mécanisme Introduction l’actionneur de terrain se compose d’un système mécanique et hydraulique qui ajuste les pales du ventilateur selon l’axe longitudinal du ventilateur. Parce que l’inertie de la lame est grande et l’actionneur de terrain ne devrait pas consommer beaucoup de puissance, le servomoteur possède la capacité limite et ses caractéristiques dynamiques sont la dynamique non linéaire avec des limites de saturation à l’angle d’incidence et le taux de cabré. Lorsque l’angle d’incidence et le taux de tangage sont inférieures à la limite de la saturation, la dynamique de terrain est linéaire. La servocommande de tangage est illustré à la Figure 1.

Le modèle de l’actionneur décrit la dynamique entre la commande d’angle de tangage du contrôleur et l’excitation de la commande. Le modèle mathématique peut être décrit comme le système de premier ordre suivant

La valeur spécifiée dans le système de contrôle actuel est la tension de contrôle de l’écart d’angle de tangage à la proportionnelle des soupapes - DC10V ~ + DC10V.

Conception du contrôleur

Le but essentiel de ce contrôleur est d’ajuster la puissance constante en ajustant l’angle d’incidence. Comme illustré à la FIG. 2, la puissance de sortie de générateur courant P est mesurée par la collection de puissance. Le ΔP erreur de puissance est calculée par rapport à la puissance donnée P *. La déviation de la puissance est utilisée comme entrée du régulateur PID, et le contrôleur ordonne l’actuel terrain angle erreur Δβ = β *-β (l’actuel terrain angle β) selon la commande du ménage pour délivrer la β * de l’angle de pas référence. Ensuite, le taux de changement de pitch est déterminé selon les paramètres du mécanisme à pas variable. L’angle de tangage de référence est limitée à la gamme de 0 à 92°, au sein duquel le contrôleur permet d’ajuster les aubes de turbine de vent pour les nouvelles exigences d’angle de tangage.

Dans la boîte de la Fig. 2 est le contrôleur de PID. La plage de valeurs stables des gains proportionnels, intégral et différentiels Kp, Ki et Kd est déterminée par le critère de stabilité des rouleaux de la fonction de transfert de la boucle fermée sur la figure. Les gains de proportionnel, intégral et dérivé sont obtenus par simulation. Le principe est de maintenir la puissance du ventilateur à la puissance de sortie nominale.

Résultats de simulation

1) le taux de variation de l’angle d’incidence varie au sein de la gamme de-5 ° / s à + 5 ° / s autorisé par le système hydraulique.

2) le changement de l’angle de tangage β est le même que la tendance de changement de la v de vitesse du vent, la vent vitesse v augmente et la hauteur moyenne angle β augmente ; au contraire, le vent vitesse v diminue et la hauteur moyenne angle β diminue.

3) le pouvoir Pmech et le coefficient d’utilisation énergie éolienne Cp d’absorption instantanée du ventilateur pales montrent que le changement de l’angle de tangage β limite le pouvoir Pmech de l’absorption instantanée de la lame et la lame travaille à une efficacité plus faible.

4) la puissance de sortie du générateur Pe peut être modifiée en douceur autour de la puissance nominale par le changement de l’angle de tangage β pour maintenir une puissance constante.

5) la fluctuation de la vitesse de la génératrice est affectée par (Pmech-Pe) et l’inertie de l’appareil.