关键字 |
| 交流电,风力涡轮机(WT)光伏(PV)。 |
介绍 |
| 电网互联历史上发挥了关键作用的电力系统。大多数国家和地区电力系统存在的今天开始几十年前作为孤立的系统,经常在一个大城市作为一个发电机。作为电力系统扩大从城市核心,马嘶无聊系统之间的联系变得越来越普遍。组公用事业开始形成权力池,允许它们电力交易和共享能力储备。上世纪最伟大的工程成就之一是大型同步进化的交流电(AC)电网,在所有互连系统保持相同的精确的电频率。 |
| 集中式发电系统面临的双重限制化石燃料短缺和减少排放的需要。长输电线路电力损失的主要原因之一。因此,重点增加了网络分布式发电与可再生能源系统集成到网格,导致能源效率和减少排放量。的增加可再生能源的渗透的电网电能质量中低压输电系统正在成为一个主要的兴趣。大多数可再生能源系统的集成电网发生的电力电子转换器。电力电子转换器的主要目的是整合分布式发电对电网电能质量符合标准。然而,高频逆变器系统可以注入额外的谐波,造成了主要的电能质量问题如果不能正常实现。太阳能和风能是很有前途的可再生能源和电网的渗透水平也在上升。虽然分布式发电的好处包括电压支持,多元化的能源,减少输电和配电损失和提高可靠性,电能质量问题也引起越来越多的关注[1]。 |
| 在过去的十年中,有一个巨大的兴趣在许多国家可再生能源发电。市场自由化和政府的激励措施进一步加快可再生能源行业的增长。在可再生能源中,水力发电和风能利用率大。国家的水电潜力,小型水电涡轮机使用在维持效用水平分布网络分散或远程位置。世界各地的许多国家的风能潜力导致很大的兴趣和风力涡轮机(WT)技术的快速发展在过去的十年。总量接近35-GW风力发电已经安装在欧洲到2012年底。另一个可再生能源技术,获得接受的方式维护和不破坏环境的情况下提高生活水平是光伏(PV)技术。光伏安装的数量有一个指数级增长,主要是由于政府和公用事业公司支持关注短时间光伏系统的程序。除了他们的低效率,分布式发电系统的可控性(DPGSs)基于风和太阳是他们的主要缺点。因此,他们的实用程序连接网络可以导致电网不稳定甚至失败,如果这些系统不适当控制[2]。 |
转子风螺旋角控制模态 |
| 在1980年代早期,印度政府建立的非常规能源(跨国公司),鼓励多样化的能源供应,并满足日益增长的能源需求快速增长的经济。在2006年,这个省改名为中国新能源和可再生能源(MNRE)。可再生能源在印度正在迅速增长。13.2千瓦的装机容量,目前可再生能源(包括大型水电)占印度总发电能力的9%。 |
| 到2012年,印度政府计划添加一个额外的14兆瓦的十个五年计划的可再生资源。印度政府已经设定的目标增加3.5千瓦发电的可再生能源组合。然而,在现实中,这一数字达到近两倍。在此期间,超过5.4千瓦风能被添加到混合生成,以及从其他资源1.3千瓦。印度新能源和可再生能源(MNRE)估计,有一个潜在的国家约90000兆瓦,其中48561兆瓦的风力发电,小型水力发电14294 MW和26367 MW的生物质此外,太阳能的潜力是估计对于大多数地区每平方公里约20兆瓦的开放,影子免费覆盖面积657千瓦的装机容量[6]。 |
提出的方法 |
| 风力涡轮机需要一定的控制系统。水平轴涡轮机必须面向面对风。在大风中,需要降低传动系载荷,保护发电机和重载的电力电子装置,通过限制涡轮功率额定值卷起的速度。在阵风速度,机器必须停止。在低和中等风速,目标应该是尽可能有效地获取权力。 |
| 随着许多操作特点,涡轮提到其输出的技术数据表在一个特定的风速。这是最低风速的涡轮机生产指定的输出功率。对于大多数涡轮机,这速度通常是9 - 16 m / s。额定风速的选择取决于风相关因素给定网站的特点。发电机评级是最好的选择,以最好地利用机械额定风速的涡轮机的输出。风力涡轮机可以有四种不同的控制机制,如下面所讨论的: |
| •螺旋角控制 |
| 该系统改变叶片的螺旋角根据风速的变化。正如前面所讨论的,音调控制,可以实现高效的不断调整叶片相对风的方向。在音高控制机器上,随着风速超过其额定转速,叶片逐渐转向对纵轴和风力增加螺旋角。这降低了转子的气动效率,转子输出功率下降。音调控制器的输入变量之间的差异引起的误差信号的输出电能和参考。音调控制器操作叶片执行机构改变螺距角。在操作过程中低于额定转速,控制系统努力球场的叶片在一个角转子效率最大化。 |
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| 图1:螺旋角的波形控制 |
| •失速控制 |
| 有两种类型的失速控制即主动失速控制被动失速控制。 |
| o主动失速控制 |
| 在这种控制方法,在高风速,叶片旋转方向相反的几度,在音高控制机器。这就增加了攻角,可以保持在其额定输出功率控制的价值高风速低于卷起的速度。 |
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| 被动失速控制限制功率输出在大风应用于定螺距涡轮机驱动感应发电机连接到网络。转子速度是固定的网络,只允许1 - 4%的变异。随着风速的增加,叶片的攻角也增加接近恒速运行。 |
| •电力电子控制 |
| 在系统将发电机和负载之间的电力电子接口(或网格),电力由生成的动态负载可以控制。机械功率的瞬时区别和电力的变化后的转子速度方程 |
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| 转子,涡轮机产生的机械功率,电力交付给负载。整合,我们上面的方程,我们得到的 |
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| •偏航控制 |
| 面向涡轮不断沿着风的方向流动。这是实现tail-vane小型涡轮机,使用电动控制系统激活,通过尾,在风力发电场,集中的仪器检测的风向。还可以实现偏航控制不需要任何额外的机制,通过安装涡轮机顺风,推力自动推动涡轮风的方向。 |
| 转子的速度也可以使用控制偏航控制机制。转子是由面对远离高风速风向,从而降低了机械功率。偏航经常产生噪音,这是一个限制大型机器来减少噪音的偏航率是必需的。 |
仿真结果 |
| 从上面的图我们可以看到,我们可以获得最大价值的Cp TSR的特定值。基于这个想法,下面的算法开发了计算螺旋角的价值获得特定TSR.c Cp的最大值 |
| 我们计算TSR(提示速度比)在一个情况下,叶尖速度几乎是恒定在一个固定的速度涡轮机。和a -λ曲线计算出不同的β值(螺旋角)。 |
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| 显示网格连接变速风力发电机的仿真模型如图2所示。 |
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| 图2:仿真模型的网格连接变速风力涡轮机 |
| 从上面的图我们可以看到,我们可以获得最大价值的cp TSR的特定值。基于这个想法,下面的算法开发了计算螺旋角的价值获得最大价值的Cp为特定的临时避难所。 |
| 我们计算TSR(提示速度比)在一个情况下,叶尖速度几乎是恒定在一个固定的速度涡轮机。和a -λ曲线计算出不同的β值(螺旋角)。 |
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| 图3:功率系数与叶尖速度比率 |
结论 |
| 在这个论文中,我实现了一个方法提供监管权力通过网格连接变速风力涡轮机。本研究工作提供了一种新的方法通过螺旋角监管权力控制的变速风力涡轮机。这种方法实现一个可接受的电能质量的网格连接风力涡轮机。 |
| 我成功地模拟螺旋角控制网格的概念连接变速风力发电机,通过MATLAB和分析结果。约束被发现和克服成功。结果与其他技术相比,证明了新方法的有效性。本文给出一个有意义的学习新兴地区的调查网格连接变速风力发电机的功率调节。 |
引用 |
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- 森Ashoke Kumar Gupta,长子r . Ullah”,实现多兆瓦级变速和性能分析,使用Matlab和Simulink风力涡轮机”;电气和电子
- 工程吉大港大学工程和技术,吉大港,孟加拉国,IEEE 2013。
- Narsa Reddy Tummuru,马赫什•k•Mishra”同步变速PMSG的风能转换系统电网电能质量的改善功能”电气工程系,印度科技学院的马德拉斯,钦奈,印度,IEEE 2012。
- Ab。s .,压力Hamadi, a . Ndtoungou k . Al-Haddad“绩效评估PMSG-Based变速,风力发电系统最大功率点跟踪,2012年IEEE pp.223to228。
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