RO127975A0 - Metodă de reglare fără senzori a turaţiei şi puterii generatoarelor eoliene cu magneţi permanenţi de mică putere - Google Patents
Metodă de reglare fără senzori a turaţiei şi puterii generatoarelor eoliene cu magneţi permanenţi de mică putere Download PDFInfo
- Publication number
- RO127975A0 RO127975A0 ROA201200417A RO201200417A RO127975A0 RO 127975 A0 RO127975 A0 RO 127975A0 RO A201200417 A ROA201200417 A RO A201200417A RO 201200417 A RO201200417 A RO 201200417A RO 127975 A0 RO127975 A0 RO 127975A0
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- power
- wind
- voltage
- generator
- speed
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la o metodă de reglare fără senzori a turaţiei şi puterii de ieşire a generatoarelor eoliene cu magneţi permanenţi de mică putere şi cu unghi fix al palelor. Metoda conform invenţiei este destinată sistemelor de conversie a energiei eoliene, în care un generator () sincron, cu magneţi permanenţi, este antrenat de către un rotor () eolian cu unghi fix al palei, la ieşirea generatorului () tensiunea este redresată prin intermediul unei punţi () trifazate de diode, iar tensiunea obţinută este filtrată cu un condensator (); puterea generată este transferată unei reţele (), prin intermediul unei interfeţe () electronice de putere, care este comandată, împreună cu o sarcină () de balast, de către un sistem () de control ce asigură reglarea generatorului () eolian şi a puterii injectate în reţea doar pe baza măsurării tensiunilor şi curenţilor (), iar metoda constă într-o structură de reglare cu două regulatoare cascadate, un regulator () aferent reglării indirecte a turaţiei prin intermediul tensiunii redresate () şi al unei caracteristici () optime de reglare, iar un alt regulator () asigurând limitarea puterii generate prin frânarea indirectă a rotorului eolian.
Description
METODĂ DE REGLARE FĂRĂ SENZORI 4 TURAȚIEI Șl PUTERII
GENERATOARELOR EOLIANE CIJ MAGNEȚI PERMANENȚI DE MICĂ PUTERE
Invenția se referă la o metodă de reglare iară senzori a turației și puterii de ieșire a generatoarelor eoliene cu magneți permanenți de mică putere (in domeniul kilowattilor) și cu unghi fix al palelor (fără pitch), conectate direct (tară cutie de viteze) la rotorul eolian. Invenția se încadrează în domeniul sistemelor de reglare a generatoarelor electrice cu surse de energie regenerabilă.
Se cunosc diverse procedee de reglare a generatoarelor eoliene cu magneți permanenți, pentru aplicații de mică putere, atât pentru funcționarea în regim autonom cât și conectate la o rețea mono- sau trifazată. Majoritatea soluțiilor prezentate în literatura de specialitate conțin pe partea de putere un generator sincron trifazat cu magneți permanenți, un convertor electronic de interfață și un invertor pentru conectarea la o rețea de curent alternativ. Pe partea de control, procedeele au în comun un regulator de turație (direct sau indirect), care acționează în diferite moduri în funcție de regimul de funcționare impus.
Soluțiile de control pe partea generatorului sunt împărțite în două categorii principale: cu și tară senzori. In prima categorie se încadrează metodele de control bazate pe senzori de senzori de turație și/sau de viteză a vântului (anemometre), avantajul acestora constând într-o precizie de reglare mai ridicată și un randament mai bun de conversie a energiei eoliene. în această categorie se menționează brevetele: D.G. Calley, „Stall controller and triggering condition control features for a wind turbine” US 2010/007145 Al; Y. Lang, N.R. Zargari, M. Pânde. B. Wu. „Current source converter-based wind energy system”. US 2010/0025995 Al; D.G. Calley. ll.M. Knowler. „Wind turbine controller”. US 6703718 B2; C.W. Gabrys, „Wind turbine direct current control system and methods”, US 2010/0060002 Al; J.K. Peter, „Speed setting system and method for a stall-controlled wind turbine. US 201110241343 Al. Soluțiile prezentate în aceste brevete se bazează pe informația provenită de la un traductor de turație care prezintă ca dezavantaj principal complexitatea mai ridicată a sistemului, ce se va reflecta și într-un cost mai ridicat.
în categoria procedeelor de reglare iară senzori, singurele mărimi achiziționate din sistem sunt cele electrice (tensiuni, curenți), așadar traductoarele de tip mecanic sunt eliminate. Ca urmare, dezavantajele menționate la paragraful anterior sunt atenuate, însă vor fi înlocuite de altele cum ar fi precizia mai scăzută de reglare, probleme de stabilitate și eventual utilizarea de modele ale generatorului eolian pentru determinarea indirectă a mărimilor mecanice (turația generatorului în primul rând). în această categorie se menționează lucrările: K. Lan, S.
^“2012-00417-ί 1 -06- 2012
Islam, „Optimum Control Strategies în Energy Conversion of PMSG Wind Turbine System Without Mechanical Sensors”, IEEE Transaction on Energy Conversion, voi. 19. no. 2, June 2004, pp. 392-399; A. Ahmed, Li Ran, J.R. Bumby, „New Constant Electrical Power SoftStalling Control for Small-Scale VAWTs”, IEEE Transaction on Energy Conversion, voi. 25, no. 4, Dec. 2010. pp. 1152-1161; R. Rocha, „A sensorless control for a variable speed wind turbine operating at parțial load”, Renewable Energy, 2010, voi. 36, no.l, June 2011, pp. 132141.
Referindu-ne în continuare la procedeele de reglare fără senzori, acestea au abordări și grade de complexitate diferite. Toate asigură reglarea turației generatorului eolian pentru regimul de funcționare la puteri parțiale, adică pentru viteze ale vântului până la valoarea nominală (în general până înjur de lOm/s) corespunzătoare puterii nominale. în această zonă, scopul este de a maximiza randamentul de conversie a energiei eoliene, prin modificarea continuă a turației generatorului odată cu variația vitezei vântului. Există diverși algoritmi de urmărire a punctului de putere maximă pe caracteristica putere-turație-viteza vântului, unii de tip dinamici-online (ex. hill-climhing, perturh-and-ohserve). iar alții de tip tabel de căutare (statice), sau combinații ale celor două tipuri. Se menționează faptul că în prima categorie algoritmii fiind dinamici pot să se adapteze la variațiile parametrilor sistemului eolian (ex. temperatura aerului), dar se pot produce oscilații în jurul punctului staționar de funcționare, ceea ce constituție un dezavantaj al metodelor (J.S. Thongam, M. Ouhrouche, „MPPT Control Methods in Wind Energy Conversion Systems”, pp. 339-360, 2011). în schimb, tabelele de căutare statice (predefinite) sunt mult mai simplu de implementat și elimină dezavantajul menționat anterior, însă au dezavantajul că pot conduce la deviații de la curba optimă de funcționare din cauza insensibilității la modificarea parametrilor din sistem, și ca urmare randamentul de conversie a energiei eoliene poate scădea.
Reglarea turației în regim de putere parțială se realizează. în cazul metodelor de reglare fără senzori, prin determinarea frecvenței de la ieșirea generatorului sau prin intermediul tensiunii redresate. în primul caz, frecvența de ieșire fiind direct proporțională cu turația mecanică în cazul generatorului sincron, s-ar putea spune ca metoda beneficiază de performanțe ridicate. Dat fiind faptul că, tensiunea de ieșire a generatorului poate prezenta distorsiuni armonice ridicate din cauza funcționării redresorului, determinarea frecvenței este mult îngreunată, conducând la deficiențe dinamice ridicate, fapt care constituie un dezavantaj al acestei metode (K. Tan, S. Islam, „Optimum Control Strategies in Energy Conversion of PMSG Wind Turbine System Without Mechanical Sensors”, IEEE Transaction on Energy Conversion, voi. 19, no. 2, June 2004, pp. 392-399.). în schimb, reglarea turației generatorului
(Χ-2 Ο 1 2 - Ο 04 ί 7 - 1 1 '06- 2012 prin intermediul tensiunii redresate elimină dezavantajele metodei anterioare, însă are dezavantajul că precizia de reglare a turației este mai scăzută. Metoda menționată se bazează pe o cvasi directă-proporționalitate dintre tensiunea redresată și turația generatorului, dar care poate fi aplicată numai la funcționarea redresorului în regim de curent (de ieșire) neîntrerupt ce apare în general pentru o încărcare a generatorului mai mare de 10%.
Unele procedee asigură reglarea puterii generatorului și când viteza vântului depășește valoarea nominală, limitând puterea de ieșire la valoarea nominală. Limitarea puterii mecanice la axul turbinei eoliene, se poate realiza prin reducerea randamentului de conversie (coeficientului de performanță) a energie eoliene odată cu creșterea vitezei vântului peste valoarea nominală. în cazul unui rotor eolian cu unghiul palei fix, modificarea turației în afara caracteristicii de putere maximă, reprezintă metoda general acceptată pentru limitarea puterii de ieșire. în acest sens, o metodă constă în accelerarea rotorului odată cu creșterea vitezei vântului peste valoarea nominală (feathering). iar o alta constă în frânarea aerodinamică a rotorului în aceleași condiții (stal!) (I. Munteanu, A.l. Bratcu, N.A. Cutululis. E. Ceanga, Optimal Control of Wind Energy Systems - Towards a Global Approach, Springer-Verlag, USA, 2008, pp. 71-90.). Desigur, cele două metode prezintă abordări diferite din punct de vedere al reglării, prima fiind de preferat datorită simplității, astfel după atingerea puterii nominale rotorul se va accelera de la sine odată cu creșterea vitezei vântului. Ca urmare, turația generatorului nu mai este direct controlată, evitarea supraturării rotorului la valori periculoase realizandu-se de o protecție mecanică. In general, turbinele eoliene avute în vedere prezintă un mecanism de protecție mecanică în situații de vânt puternic (furling), prin micșorarea unghiului incident dintre suprafața palelor turbinei și direcția vântului, însă acesta acționează destul de lent și nu elimină necesitatea asigurării unui control electric al turației și puterii de ieșire a generatorului. în cele mai multe situații, inexistența unui astfel de mecanism de control conduce la activarea protecției de suprasarcină a invertorului și deconectarea imediată de la rețea, cu consecințe negative asupra producției de energie.
Cea de a doua metodă, de frânare aerodinamică, elimină dezavantajul supraturării rotorului, însă generatorul este mai dificil de controlat în această zonă, mai ales imediat după atingerea vitezei nominale a vântului. D.G. Calley în brevetul US 2010/007145 Al, utilizează un generator cu magneți permanenți special având șase înfășurări, iar în condiții de vânt puternic un set de înfășurări este scurtcircuitat pentru a frâna rotorul eolian și astfel limitând puterea de ieșire. Ca dezavantaje principale se menționează complexitatea ridicată a generatorului și calitatea redusă a reglării puterii și turației generatorului la viteze ale vântului peste valoarea nominală. A. Ahmed în lucrarea sa menționată anterior prezintă o soluție de
A- 2 0 1 2 - 0 0 4 1 7 -1 1 -06- 2012 control fără senzori a unui generator eolian de mică putere care are dezavantajul că utilizează o caracteristică statică (tabel de căutare) atât in zona de puteri parțiale cât și după atingerea puterii nominale, iar acest lucru reduce calitatea reglării în zona de frânare aerodinamică.
Metoda propusă, conform invenției, utilizează frânarea aerodinamică (efectul stall) pentru limitarea puterii generatorului.
Scopul invenției este de a realiza o metodă de reglare integrată și fără senzori pentru generatoare eoliene cu magneți permanenți de mică putere și cu unghiul palei fix, care să asigure atât extragerea puterii maxime în condiții optime de stabilitate a rotorului la viteze ale vântului până la valoarea nominală, cât și limitarea puterii de ieșire a generatorului când viteza vântului depășește valoarea nominală.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în reglarea turației și puterii generatoarelor eoliene cu magneți permanenți de mică putere cu unghi fix al palelor cu o metodă de reglare integrată care prezintă avantajul față de soluțiile existente menționate anterior, că poate controla generatorul eolian atât în regim de încărcare parțială cât și peste viteza nominală a vântului prin crearea indirectă (fără intervenție pe partea mecanică) a efectului de frânare aerodinamică a rotorului eolian, fără utilizarea de traductoare sau actuatoare mecanice ci numai a unui traductor de tensiune și a unuia de curent, iar trecerea de la un regim la altul se face automat și fără șocuri (soft stalT). Metoda nu exclude însă posibilitatea utilizării unui anemometru pentru un eventual sistem de achiziție de date, independent de sistemul de reglare al generatorului eolian. Un alt avantaj al invenției îl constituie ușurința implementării practice a schemei de control cu ajutorul unui procesor digital uzual, reducând astfel costul sistemului de reglare.
Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu figurile 1...3, care reprezintă:
Fig. 1, schema sistemului de conversie a energiei eoliene, evidențiind metoda de reglare tară senzori a generatorului eolian.
Fig. 2, principalele caracteristici statice de funcționare ale generatorului eolian controlat prin metoda inventată: a) PDC =f( v„,); b) PDC =f( UDC); c) Uoc =f( v„.). Fig. 3, exemplu de implementare a interfeței electronice de putere.
Fig. 1 prezintă schema sistemului de conversie a energiei eoliene, căruia îi este destinat metoda de reglare, în care un rotor eolian 1 cu două sau trei pale și cu unghi fix al palei antrenează direct un generator sincron cu magneți permanenți (GSMP) 2 cu poli multiplii. Tensiunea de c.a. de la ieșirea generatorului 2 este redresată prin intermediul unei punți de
D12“Ο Ο 4 17 - 1 1 -06- 2012
diode trifazată 3, iar tensiunea de c.c. este filtrată prin intermediul unui condensator electrolitic 4. Puterea generată în c.c. este transferată rețelei de c.a. mono- sau trifazată (Fig. 1 ilustrează cazul unei rețele monofazate 5) prin intermediul unei interfețe electronice de putere 6, care poate avea diferite structuri fizice, una dintre cele mai comune fiind redată în Fig. 3. Interfața de putere este comandată de către un sistem de control 7, care, pe baza măsurării tensiunii și curentului de pe linia de c.c. (Udc și hc) și a tensiunii și curentului pe partea de c.a. («c, z'g), asigură atât reglarea generatorului eolian cât și controlul puterii injectate în rețea. La ieșirea punții redresoare 3 s-a prevăzut o sarcină de balast 8 cu rol de frânare a generatorului când se produce energie în excess ce nu poate fi transferată spre rețea și de limitare a tensiunii redresate în condiții de rafale de vânt puternice.
Schema prezentată în Fig. 1 pune în evidență metoda de reglare fără senzori a generatorului eolian, conform invenției, metodă care utilizează ca mărimi provenite din sistem tensiunea Udc și curentul și furnizează la ieșire puterea de referință P ce trebuie extrasă de pe linia de c.c.. în funcție de tipul de interfață de putere adoptată, poate fi utilizat și curentul de referință I în locul lui P .
Metoda de reglare constă într-o structură integrată cu două regulatoare de tip proportionalintegrativ (PIi și PI2) cascadate, unul aferent reglării indirecte a turației 14 și al doilea corespunzător regimului de limitare a puterii 18 prin frânare aerodinamică a rotorului eolian. Valoarea puterii generate pe linia de c.c. Poc, calculată cu 9 ca produs dintre Udc și Idc, este transferată blocului 10 care include un tabel de căutare a tensiunii de referință pe linia de c.c. în funcție de o caracteristică optimă putere-tensiune (COTP) predefinită. Tensiunea de ieșire din blocul 10 este limitată la o valoare maximă (UDC.max) prin intermediul limitatorului 11, iar valoarea rezultată este furnizată polului pozitiv al sumatorului 12. în același timp, diferența dintre valoarea măsurată (Poc) Ș’ cea nominală (Pdc.h) a puterii, calculată cu 17, este aplicată regulatorului 18. a cărui ieșire, limitată la valori pozitive, este transferată polului negativ al sumatorului 12. Ieșirea sumatorului 12. reprezentând tensiunea de referință de pe linia de c.c.
* (Udc ). se scade din valoarea măsurată cu ajutorul sumatorului 13, iar eroarea obținută se aplică regulatorului 14 (PIi). Sumatorul 15 calculează curentul de referință I* ca diferență dintre curentul măsurat lDc și valoarea curentului de referință Ic obținut la ieșirea lui PIj. în continuare, se poate calcula cu 16 puterea de referință pe care convertorul electronic trebuie să o extragă de pe linia de c.c.
în plus, metoda de reglare mai ține cont și de limitările în putere ale convertorului electronic în regim tranzitoriu în special, și de alte situații care pot conduce la incapacitatea convertorului de a transfera puterea în rețea (ex. goluri de tensiune). în acest sens, s-a
^“2 Ο 12 - 0 0 417 - “
1 -06- 201?
prevăzut un semnal de ieșire suplimentar Tb care comandă în regim de modulație în durată (PWM) un tranzistor din cadrul sarcinii de balast 8, cu rol de frânare a generatorului în condițiile menționate anterior. Astfel, referința de curent de la ieșirea blocului 15 este transferată și unei funcții neliniare 19 care furnizează un semnal subunitar db proporțional cu diferența dintre referința Γ și o valoarea minimă a curentului (/„„„ - presetat) de la care blocul 19 devine activ. Semnalul obținut este aplicat unui generator PWM 20. care furnizează comanda digitală driverului tranzistorului de putere din cadrul sarcinii de balast 8.
Descrierea matematică a metodei de reglare inventată este realizată prin intermediu] expresiilor (1)-(4).
7* = 7/x.-P7,{max[(7/x. max;CO7/’(%)(. -P1K o)]-UIK.} pentru UΙχ. >0 și IIK. >0.
(1) dh - max f
max
;0 ;1 /
(2) în care:
PIt 2 (ε) = k/1} 2 · ε + kI}, · p· dt (3) max(x;j) = x, x>y y, x<y (4)
Tabelul următor sintetizează mărimile de intrare și ieșire precum și parametrii caracteristici metodei de reglare inventată:
| INTR. | uDC Idc | Tensiunea redresată, măsurata din sistem; Curentul redresat, măsurat din sistem; |
| (Zl· N | W) | Curentul (puterea) de referință furnizată sistemului de control al interfeței |
| electronice; | ||
| db | Factorul de umplere al semnalului PWM pentru comanda tranzistorului Ty | |
| UdC.hi | Tensiunea de referință maximă ce asigură intrarea lină în regim de frânare | |
| ax | aerodinamică și limitarea turației generatorului; | |
| COTP | Caracteristica optimă tensiune-putere prestabilită pentru a extrage puterea | |
| cA | ||
| H | maximă din turbină la diferite viteze ale vântului, la puteri parțiale; | |
| kpi.2 | Constantele proporțională și integrativă corespunzătoare celor două regulatoare | |
| Oh | kll.2 | PIi și Pl2; |
| Inun | Valorile minimă și maximă (presetate) ale curentului de referință /* între care | |
| Imax | sarcina de balast acționează. |
cv-2 Ο 1 2 - O O C 7 - ί 1 -06- 2012
Fig. 2 ilustrează sintetic principalele caracteristicile statice de funcționare ale generatorului eolian controlat după metoda de reglare, conform invenției. S-au pus în evidență punctele de tranziție A - E între diferite zone de funcționare ale sistemului. Zona AB caracterizează funcționarea la puteri parțiale ale generatorului corespunzătoare valorilor vitezei vântului între minim (ex. 4m/s) și nominal (ex. lOm/s), în care metoda de reglare asigură extragerea puterii maxime și menținerea stabilității turbinei. Următoarea zonă BC asigură o trecere lină către regimul de frânare aerodinamică (soft stall). Acest efect se realizează după atingerea punctului B când tensiunea redresată ajunge la valoarea maximă (predefinită prin Uoc.mafi iar turația rotorului este indirect limitată, asigurând astfel o tranziție fără șocuri spre zona de frânare aerodinamică. Zona CE este caracterizată de faptul ca puterea la ieșirea generatorului (Pdc) este menținută constant prin intermediul regulatorului 18 (PE), care controlează referința de tensiune Ufi Punctul D nu delimitează un alt regim de funcționare impus de partea de reglare ci doar indică schimbarea gradientului turației rotorului (implicit și a tensiunii redresate) cu viteza vântului. După atingerea punctului E, corespunzător unei viteze a vântului ridicată (ex. v„.= 25m/s), turbina trebuie oprită prin acționarea a altor mecanisme de natură electrică sau mecanică ce sunt prevăzute de producătorul turbinei.
Fig. 3 exemplifică un mod de realizare a interfeței electronice de putere 6 pentru integrarea turbinei eoliene la o rețea monofazată. Interfața, având două trepte de conversie a puterii, este alcătuită dintr-un convertor ridicător de tensiune 21, o linie de c.c. cu un condensator de filtrare 22, un invertor de tensiune monofazat 23 și un filtru LC trece-jos 24. Tensiunea de pe linia de c.c. este menținută constant prin intermediul convertorului ridicător de tensiune care admite la intrare tensiuni de valori diferite, în funcție de turația generatorului. Invertorul de tensiune, funcționând în modulație PWM sinusoidală, efectuează transferul puterii de pe linia de c.c. către rețeaua de c.a., iar filtrul 24 atenuează componentele armonice ale curentului, generate de comutația tranzistorelor.
Indiferent de structura interfeței electronice de putere, referința de putere P* (rezultatul multiplicatorului 16) este transferată sistemului de control a puterii de ieșire, care comandă convertorul din structura interfeței. Soluții de control dedicate se regăsesc în literatura de specialitate, această temă fiind în afara scopului acestei descrieri.
Claims (4)
- REVENDICĂRI1. Metodă de reglare iară senzori a turației și puterii generatoarelor eoliane cu magneți permanenți de mică putere, caracterizată prin aceea că este destinată sistemelor de conversie a energiei eoliene formate dintr-un lanț electromecanic în care un rotor eolian (1) cu două sau trei pale și cu unghi fix al palei antrenează direct un generator sincron cu magneți permanenți (2) cu poli multiplii, tensiunea de c.a. de la ieșirea generatorului este redresată prin intermediul unei punți de diode trifazată (3), tensiunea de c.c. este filtrată prin intermediul unui condensator electrolitic (4), iar pe linia de c.c. se află o sarcină de balast (8); puterea generată în c.c. este transferată unei rețele de c.a. (5) prin intermediul unei interfețe electronice de putere (6) ce este comandată de către un sistem de control (7). care, pe baza măsurării tensiunii și curentului de pe linia de c.c. (Udc Și Λκ) și a tensiunii și curentului pe partea de c.a. (mc;. z'g). asigură reglarea generatorului eolian cât și controlul puterii injectate în rețea.
- 2. Metodă de reglare fără senzori a turației și puterii generatoarelor eoliane cu magneți permanenți de mică putere, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este alcătuită dintr-o structură integrată cu două regulatoare de tip proporțional-integrațiv (PI| și PI2) cascadate. primul (PIi) aferent reglării indirecte a turației (14) prin intermediul tensiunii redresate Udc, iar al doilea (Pl2) corespunzător regimului de limitare a puterii (18) prin frânare aerodinamică a rotorului eolian; valoarea puterii generate pe linia de c.c. P[X\ calculată cu (9) ca produs între Udc și Idc. este transferată blocului (10) care include un tabel de căutare a tensiunii de referință pe linia de c.c. în funcție de o caracteristică optimă putere tensiune (COTP) predefinită, tensiunea de ieșire din blocul (10) este limitată la o valoare maximă prin intermediul limitatorului (11). iar valoarea rezultată este furnizată polului pozitiv al sumatorului (12), în timp ce diferența dintre puterea măsurată (Poc) și cea nominală (Ρ/χ-,„).calculată cu (17), este aplicată regulatorului (18) a cărui ieșire, limitată numai la valori pozitive, este transferată polului negativ al sumatorului (12); rezultatul, reprezentând tensiunea de referință de pe linia de c.c. UDc* , se scade cu (13) din valoarea măsurată Udc, eroarea obținută se aplica regulatorului (14), iar valoarea curentului de referință if, obținut la ieșirea lui PI |. se scade cu (15) din curentul măsurat //«, obținând curentul de referință / din care se calculează prin (16) puterea de referință pe care convertorul electronic trebuie să o extragă de pe linia de c.c.; curentul de referință / este transferat și unei funcții neliniare (19) ce furnizează un semnal subunitar db proporțional cu diferența dintre referința 1 și o valoarea minimă (presetată), semnal aplicat unui generator PWM (20) care comandă o sarcină de balast (8) pentru disiparea puterii produse în exces de generator.7-2012-00417-1 1 -06- 2012
- 3. Metodă de reglare fără senzori a turației și puterii generatoarelor eoliane cu magneți permanenți de mică putere, conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că. asigură controlul generatorului pe toată plaja de variație a vitezei vântului (ex. vir=4-25 m/s). atât la puteri parțiale (ex. v„=4-1 Om/s) cât și la putere nominală (ex. v,t.= 10-25m/s) prin crearea efectului de frânare aerodinamică (stall), iar transferul dintre cele două regimuri se realizează automat și fără șocuri prin asigurarea unei zone de soft stall.
- 4. Metodă de reglare fără senzori a turației și puterii generatoarelor eoliane cu magneți permanenți de mică putere, conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că. limitarea puterii de la ieșirea generatorului prin crearea efectului de frânare aerodinamică asupra rotorului eolian se realizează indirect prin modificarea referinței de tensiune U^c de către un regulator PI (18) care acționează asupra diferenței dintre puterea măsurată la ieșirea generatorului (Poc) și valoarea nominală (Pdc.h)·
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201200417A RO127975B1 (ro) | 2012-06-11 | 2012-06-11 | Metodă de reglare fără senzori a turaţiei şi puterii generatoarelor eoliene cu magneţi permanenţi de mică putere |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201200417A RO127975B1 (ro) | 2012-06-11 | 2012-06-11 | Metodă de reglare fără senzori a turaţiei şi puterii generatoarelor eoliene cu magneţi permanenţi de mică putere |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO127975A0 true RO127975A0 (ro) | 2012-11-29 |
| RO127975B1 RO127975B1 (ro) | 2020-06-30 |
Family
ID=47220953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201200417A RO127975B1 (ro) | 2012-06-11 | 2012-06-11 | Metodă de reglare fără senzori a turaţiei şi puterii generatoarelor eoliene cu magneţi permanenţi de mică putere |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO127975B1 (ro) |
-
2012
- 2012-06-11 RO ROA201200417A patent/RO127975B1/ro unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO127975B1 (ro) | 2020-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3484008B1 (en) | Dynamic control of active and reactive power capability for wind farms | |
| US7425771B2 (en) | Variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid | |
| CN101401294B (zh) | 具有激励器设备和不连接至电网的功率变换器的变速风机 | |
| CN102474212B (zh) | 可变速发电装置及其控制方法 | |
| EP3034868B1 (en) | Systems and methods for increasing wind turbine power output | |
| CN102882234A (zh) | 用于控制频率转换器的方法和频率转换器 | |
| EP2736164B1 (en) | Method for efficiency optimization of a wind generator by controlling the electrical generator and system therefor | |
| CN103527407A (zh) | 用于对诸如组合需求响应、惯性响应以及旋压储备的快速欠频之类的电网事件作出响应的方法和装置 | |
| EP3204637B1 (en) | Wind turbine system and method for controlling a wind turbine system by power monitoring | |
| CN107528511B (zh) | 一种风力发电机恒功率控制方法与装置 | |
| Errami et al. | Control scheme and power maximisation of permanent magnet synchronous generator wind farm connected to the electric network | |
| CN108270246B (zh) | 风电变流器网侧有功功率控制方法及系统 | |
| Thongam et al. | Control of variable speed wind energy conversion system using a wind speed sensorless optimum speed MPPT control method | |
| CN110360051A (zh) | 一种小型定桨永磁同步风力发电机组控制器 | |
| Kumar Bisoyi et al. | A review of the state of the art of generators and power electronics converter topologies for wind energy conversion system | |
| CN110429650A (zh) | 一种电网不对称故障下dfig变换器正、负序电流控制方法 | |
| EP3457417A1 (en) | Control method for protecting transformers | |
| RO127975A0 (ro) | Metodă de reglare fără senzori a turaţiei şi puterii generatoarelor eoliene cu magneţi permanenţi de mică putere | |
| Mishra et al. | Modeling and control of standalone PMSG WECS for grid compatibility at varying wind speeds | |
| Demirkov et al. | Study of two MPPT methods for high inertia wind turbine with direct driven PMSG | |
| Kuperman et al. | A shunt-connected inverter-based variable-speed wind-turbine generation | |
| Kuperman et al. | Torque and power limitations of a shunt connected inverter based WECS | |
| CN108667081B (zh) | 一种采用无功功率优先模式的自封闭型电磁耦合调速风电机组控制方法 | |
| Yang et al. | New application of predictive direct torque control in permanent magnet synchronous generator-based wind turbine | |
| Rodríguez-Amenedo et al. | Control System Design and Performance Evaluation of a Variable Speed Wecs Equipped with a Doubly FED Induction Generator |