RU2742889C1 - Method of electric power supply for autonomous consumers by wind power devices - Google Patents
Method of electric power supply for autonomous consumers by wind power devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2742889C1 RU2742889C1 RU2019145410A RU2019145410A RU2742889C1 RU 2742889 C1 RU2742889 C1 RU 2742889C1 RU 2019145410 A RU2019145410 A RU 2019145410A RU 2019145410 A RU2019145410 A RU 2019145410A RU 2742889 C1 RU2742889 C1 RU 2742889C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- wind
- wind turbine
- output
- battery
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0204—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области нетрадиционной энергетики и может быть использовано для получения электрической и механической энергии.The invention relates to the field of non-traditional energy and can be used to obtain electrical and mechanical energy.
Типичным для этой группы ВТ является то, что генераторы подсоединены не непосредственно к сети, а с помощью преобразователей частоты. Это позволяет снизить связанность частоты внешней промышленной сети и частоты генератора, и, следовательно, осуществить регулирование его скорости вращения (Стычинский З.А., Воропай Н.И. Возобновляемые источники энергии. Теоретические основы, технологии, технические характеристики, экономика. Otto-von-Guericke-Universitat, Magdeburg, 2010. - 203 с.). Более подробно регулирование скорости ВЭУ при помощи асинхронного генератора с двойным питанием - doubly fed induction generator (DFIG) излагается в работе (Control of DFIG Wind Turbine With Direct-Current Vector Control Conguration. / Shuhui Li, Senior Member, IEEE, Timothy A. Haskew, Senior Member, IEEE, Keith A. Williams, and Richard P. Swatloski. - P. 359-367. IEEE TRANSACTIONS ON SUSTAINABLE ENERGY, VOL. 3, NO. 1, JANUARY 2012 1).Typical for this BT group is that the generators are not connected directly to the mains, but by means of frequency converters. This allows you to reduce the coupling of the frequency of the external industrial network and the frequency of the generator, and, consequently, to regulate its rotation speed (Stychinsky Z.A., Voropay N.I. Renewable energy sources. Theoretical foundations, technologies, technical characteristics, economics. Otto-von -Guericke-Universitat, Magdeburg, 2010 .-- 203 p.). A more detailed description of wind turbine speed control using a doubly fed induction generator (DFIG) is described in (Control of DFIG Wind Turbine With Direct-Current Vector Control Conguration. / Shuhui Li, Senior Member, IEEE, Timothy A. Haskew , Senior Member, IEEE, Keith A. Williams, and Richard P. Swatloski. - P. 359-367. IEEE TRANSACTIONS ON SUSTAINABLE ENERGY, VOL. 3, NO. 1, JANUARY 2012 1).
Этот способ получения электроэнергии от ВЭУ принимаем за аналог. Благодаря устранению прямой зависимости генератора и сети от скорости ВП и оборотов ВТ функционирование соответствующих ВЭУ более гибкое, и электрические параметры в точке общего соединения, такие как напряжение, частота, могут быть лучше отрегулированы. В схеме DFIG применен асинхронный генератор с токосъемными кольцами. Трехфазная обмотка статора генератора использует трансформатор с выходом на сеть, в то время как ротор включен в сеть при помощи электронного силового преобразователя. Устройство преобразователя позволяет изменять угловую скорость в определенном интервале. Этот интервал ограничен как механическими параметрами ВЭУ, так и техническими характеристиками преобразователя. Большинство ВЭУ с DFIG содержат редуктор, который позволяет соединить тихоходный вал ВЭУ с быстроходным валом генератора.We take this method of generating electricity from wind turbines as an analogue. Due to the elimination of the direct dependence of the generator and the network on the speed of the HV and the speed of the HV, the operation of the corresponding wind turbines is more flexible, and the electrical parameters at the point of common connection, such as voltage, frequency, can be better adjusted. The DFIG circuit uses an asynchronous generator with slip rings. The three-phase stator winding of the generator uses a transformer with an outlet to the mains, while the rotor is connected to the mains using an electronic power converter. The transducer device allows you to change the angular velocity in a certain interval. This interval is limited by both the mechanical parameters of the wind turbine and the technical characteristics of the converter. Most wind turbines with DFIG contain a gearbox that allows the low-speed shaft of the wind turbine to be connected to the high-speed shaft of the generator.
Отметим недостатки применения DFIG в ВЭУ:Let's note the disadvantages of using DFIG in wind turbines:
1. Одновременные изменения скорости ветра (его уменьшение) и изменение нагрузки - ее наброс - может привести к отключению ветроустановки от сети. При использовании асинхронного генератора с двойным питанием по системе DFIG необходимо согласование энергии ветра в данный момент с нагрузкой на генератор. Поэтому электроснабжение автономной переменной нагрузки не может быть обеспеченно ветроустановкой с генератором по системе DFIG.1. Simultaneous changes in the wind speed (its decrease) and a change in load - its surge - can lead to disconnection of the wind turbine from the network. When using an asynchronous generator with dual power supply according to the DFIG system, it is necessary to match the wind energy at the moment with the load on the generator. Therefore, the power supply of an autonomous variable load cannot be provided by a wind turbine with a generator according to the DFIG system.
2. Вариант передачи системой DFIG энергии от ВТ в сеть достаточно сложен. Необходимо применение электронных блоков мощностью порядка 5% от установленной мощности генератора, расход этой мощности осуществляется из питающей сети.2. The variant of transmission by the DFIG system of energy from VT to the network is rather complicated. It is necessary to use electronic blocks with a capacity of about 5% of the installed generator power, the consumption of this power is carried out from the supply network.
3. Наличие нескольких контроллеров, работающих совместно, усложняет наладку и эксплуатацию ветроустановки с системой DFIG.3. The presence of several controllers working together complicates the adjustment and operation of the wind turbine with the DFIG system.
Известно также регулирование скорости ВЭУ при помощи синхронного генератора с непосредственной передачей вращения (см. US 8577508 B2, 05.11.2013, H02P 9/04). Этот способ получения электроэнергии от ВЭУ принимаем за прототип. It is also known to control the speed of wind turbines using a synchronous generator with direct rotation transmission (see US 8577508 B2, 11/05/2013,
На Фиг. 1 представлена общая схема применения концепции синхронного генератора.FIG. 1 shows a general diagram of the application of the concept of a synchronous generator.
В его состав входит: 1 - повышающий редуктор, 2 - система преобразования выходного напряжения генератора, 3 - выпрямительный мост Ларионова с фильтром LC, 4 - стабилизатор постоянного напряжения и преобразователь постоянного напряжения в трехфазное напряжение 50 гц. - сетевой инвертор, 5 - сетевой трансформатор, 6 - сетевая нагрузка. Статор генератора подключен к сети при помощи преобразователей. Если угловая скорость ВТ изменяется от номинального значения из-за изменения скорости ветра, частота индуцированного напряжения на генераторе ВЭУ не постоянна и не равна 50 Гц. По этой причине индуцированное напряжение должно быть сначала преобразовано при помощи выпрямителя в напряжение постоянного тока, и потом при помощи инвертора в трехфазное напряжение переменного токае постоянной частотой сети. Для такой концепции ВЭУ необходима такая система преобразователей, которая предназначена для всех номинальных мощностей генератора. Может применяться как синхронный генератор на постоянных магнитах, так и синхронный генератор со специальным фазным ротором.It includes: 1 - a step-up gearbox, 2 - a generator output voltage conversion system, 3 - a Larionov rectifier bridge with an LC filter, 4 - a constant voltage stabilizer and a DC voltage converter into a three-phase voltage of 50 Hz. - grid inverter, 5 - grid transformer, 6 - grid load. The generator stator is connected to the mains using converters. If the angular velocity of the wind turbine changes from the nominal value due to a change in the wind speed, the frequency of the induced voltage on the wind turbine generator is not constant and not equal to 50 Hz. For this reason, the induced voltage must first be converted by a rectifier to a DC voltage, and then by an inverter to a three-phase AC voltage with a constant mains frequency. For such a wind turbine concept, a converter system is required that is designed for all rated powers of the generator. Both a permanent magnet synchronous generator and a synchronous generator with a special phase rotor can be used.
Отметим недостаток применения SG в ВЭУ:Note the disadvantage of using SG in wind turbines:
1. Одновременные изменения скорости ветра (его уменьшение) и изменение нагрузки - ее наброс - может привести к отключению ВЭУ с SG от сети. При использовании синхронного генератора по системе SG необходимо согласование энергии ветра в данный момент с нагрузкой на генератор. Поэтому электроснабжение автономной переменной нагрузки не может быть обеспеченно ветроустановкой с генератором по системе SG.1. Simultaneous changes in the wind speed (its decrease) and a change in the load - its surge - can lead to disconnection of the wind turbine with SG from the network. When using a synchronous generator according to the SG system, it is necessary to match the wind energy at the moment with the load on the generator. Therefore, the power supply of an autonomous variable load cannot be provided by a wind turbine with a generator using the SG system.
Задачей предполагаемого изобретения является создание простого и надежного способа электроснабжения ВЭУ автономных потребителей сетевого трехфазного напряжения с учетом непредвиденных изменений скорости ветра и мощности сетевой нагрузки. При этом предполагаются ВЭУ с регулируемой скоростью воздушной турбины (ВТ) и генератора при оптимизации энергии, извлекаемой ВТ из воздушного потока (ВП). Например, для ВТ с аэродинамическими крыльями и горизонтальной осью разработана конструкция, обеспечивающая повышенный съем энергии с ВП. (Соколовский Ю.Б. Соколовский А.Ю. Иванова О.Ю., Соколовский Д.Ю. Экологичная и энергоэффективная ветротурбина на горизонтальном валу. Патент РФ №2692602 Опубликован 25.07.2019 г. Бюл. №18).The objective of the proposed invention is to create a simple and reliable method of power supply to wind turbines of autonomous consumers of three-phase network voltage, taking into account unforeseen changes in wind speed and power of the network load. In this case, a wind turbine with a controlled speed of an air turbine (WT) and a generator is assumed while optimizing the energy extracted by the WT from the air flow (WT). For example, for a VT with aerodynamic wings and a horizontal axis, a design has been developed that provides increased energy removal from the airspace. (Sokolovskiy Yu.B. Sokolovskiy A.Yu. Ivanova O.Yu., Sokolovskiy D.Yu. Ecological and energy-efficient wind turbine on a horizontal shaft. RF Patent No. 2692602 Published on July 25, 2019, bull. No. 18).
Аналогичная разработка проведена для ВТ с аэродинамическими крыльями и вертикальной осью. (Соколовский Ю.Б., Соколовский А.Ю., Иванова О.Ю., Соколовский Д.Ю. Способ преобразования кинетической энергии текущей среды во вращательное движение крыльев. Патент РФ №2702814 от 11.10.2019 г. Бюл. №29). Проведена также оптимизация и для ВТ с вертикальной осью и плоскими лопастями (Гуревич В.А. Соколовский Ю.Б. Соколовский А.Ю. Способ преобразования кинетической энергии воздушного потока во вращательное движение плоской лопасти. Патент RU №2664639. Опубликован 21.08.2018 г. Бюл. №24.) Подобные конструкции ВТ позволяют достигать оптимальной выходной мощности ВЭУ в широком диапазоне скоростей ВП путем регулировки положения крыльев, лопастей для действующего относительно их вектора ВП. Регулирование положения крыльев, лопастей для действующего относительно их вектора ВП позволяет при опасных для конструкций ВЭУ скоростей ВП обеспечить их защиту за счет уменьшения их вращательного момента вплоть до нулевого значения (режима флюгерования).A similar development was carried out for VTs with aerodynamic wings and a vertical axis. (Sokolovskiy Yu.B., Sokolovskiy A.Yu., Ivanova O.Yu., Sokolovskiy D.Yu. Method of converting the kinetic energy of the flowing medium into the rotational motion of the wings. RF Patent No. 2702814 of 11.10.2019, Bul. No. 29) ... Optimization was also carried out for VTs with a vertical axis and flat blades (Gurevich V.A., Sokolovsky Yu.B. Sokolovsky A.Yu. Method of converting the kinetic energy of an air flow into rotary motion of a flat blade. Patent RU No. 2664639. Published on 08.21.2018 Bulletin No. 24.) Such designs of the wind turbine allow achieving the optimal output power of the wind turbine in a wide range of air speed speeds by adjusting the position of the wings and blades for the air pressure operating relative to their vector. The regulation of the position of the wings and blades for the VP operating relative to their vector allows, at VP speeds dangerous for the wind turbine structures, to ensure their protection by reducing their torque down to zero (weathering mode).
Технический результат достигается в способе электроснабжения автономных потребителей ветроэнергетическими устройствами заключающемся в том, что в его состав включены ветротурбина и синхронный генератор обычно с повышающим редуктором, согласно изобретению в качестве генератора используется любой генератор переменного или постоянного тока без системы преобразования выходного напряжения, а к его выходу подключена аккумуляторная батарея через выпрямительный элемент в виде выпрямительного моста для генераторов переменного тока или силового диода для генераторов постоянного тока, к аккумуляторной батарее подключен также сетевой инвертор, причем рабочее напряжение аккумуляторной батареи соответствует постоянному напряжению на выходе выпрямительного элемента при достижении номинальных оборотах ветротурбины на холостом ходу, при превышении которых ветроэнергетическое устройство выходит на рабочий режим.The technical result is achieved in the method of power supply of autonomous consumers with wind power devices, which consists in the fact that it includes a wind turbine and a synchronous generator, usually with a step-up gear, according to the invention, any alternator or direct current generator without an output voltage conversion system is used as a generator, and to its output a battery is connected through a rectifier element in the form of a rectifier bridge for alternators or a power diode for direct current generators, a network inverter is also connected to the battery, and the operating voltage of the battery corresponds to the constant voltage at the output of the rectifier element when the rated idle speed of the wind turbine is reached , when exceeded, the wind power device enters the operating mode.
Способ заключается в том, что в ВЭУ раскрутка ВТ до номинальных оборотов nн осуществляется на холостом ходу, т.е. отсутствует нагрузочный зарядный ток генератора.The method consists in the fact that in the wind turbine, the spin-up of the VT to the nominal speed nн is carried out at idle, i.e. there is no generator charging current.
Выбираем - nн - об. мин для конкретной конструкции ВТ с учетом надежности, удобства эксплуатации и минимальных вибраций с учетом требований по экологии. Это позволяет уменьшить момент трогания и запустить ВТ при малых скоростях ВП. Выход на значительные номинальные обороты перед подключением нагрузки особенно эффективен для классических ВТ с горизонтальной осью (Ю.Б. Соколовский, В.М. Роткин. Теоретические и технические основы оптимизации ветровых энергетических установок. LuluPress, Inc. 2017. 112 с.). По «ометаемой» площади конструкции ВТ, ее КИЕВ (к.п.д.) и среднему значению скорости ВП в данной местности выбираем мощность РГ - для генератора переменного или постоянного тока С учетом nн оборотов ВТ, ускоряющего редуктора и РГ подбираем приемлемые обороты - nГ для конкретного генератора (например, номинальные nГН для более эффективного использования). К выходу генераторов подключаем выпрямительный элемент. Для генераторов переменного тока подключается выпрямительный мост и обычно LC-фильтр, а к выходу генераторов постоянного тока - силовой диод. По напряжению UH на выходе выпрямительного элемента при достижении ВТ nн-оборотов выбираем напряжение аккумуляторной батареи UAБ=UНГ. значительной емкости. Нагрузка - IЗар аккумуляторов на ВТ и генераторы появляется при превышении nн оборотов ВТ на Δn.We choose - nн - vol. min for a specific VT design, taking into account reliability, ease of use and minimum vibrations, taking into account environmental requirements. This makes it possible to reduce the starting torque and start the VT at low speeds of the VP. Exit to significant rated speed before connecting the load is especially effective for classic VT with a horizontal axis (Yu.B. Sokolovsky, V.M. Rotkin. Theoretical and technical foundations of optimization of wind power plants. LuluPress, Inc. 2017. 112 p.). According to the "swept" area of the VT structure, its KIEV (efficiency) and the average value of the VP speed in a given area, we select the power of the RG - for an alternating or direct current generator Taking into account nn the revolutions of the VT, the accelerating gearbox and the RG, we select acceptable rpm - nH for a specific generator (for example, rated nHN for more efficient use). We connect a rectifier element to the output of the generators. For AC generators, a rectifier bridge and usually an LC filter are connected, and a power diode is connected to the output of DC generators. According to the voltage UH at the output of the rectifier element, when VT reaches nn-revolutions, we select the voltage of the storage battery UAB = UNG. significant capacity. Load - The charge of accumulators on VT and generators appears when nn exceeds the VT speed by Δn.
Δn*КГ=ΔUГ=IЗар*RЯГ+IЗар*RАК,Δn * KG = ΔUГ = IZar * RЯГ + IZar * RАК,
где КГ - коэффициент напряжения генератора, RЯГ - сопротивление якорной цепи генератора, RAК - сопротивление аккумуляторной батареи.where КГ is the generator voltage coefficient, RЯГ is the resistance of the generator armature circuit, RAK is the resistance of the battery.
За счет мягкой нагрузочной характеристики в цепи генератора и аккумуляторной батареи небольшое превышение оборотов Δn ВТ приводит к появлению значительного нагрузочного зарядного тока, осуществляющего подтормаживание ВТ и генератора до выхода в некоторую точку равновесия, создаваемого моментом ВТ и тормозным моментом генератора. Появляется приблизительная стабилизация оборотов ВТ и генератора в широком диапазоне изменения скорости ВП. Использование естественной мягкой нагрузочной характеристики ВЭУ без дополнительных регуляторов является достоинством предложенного способа. Для генераторов переменного тока (синхронных и асинхронных) при приемлемых (номинальных) оборотах и частоте выходного напряжения существенно упрощается LC-фильтр или становится излишним по сравнению с прототипом, где частота выходного напряжения изменяется в широком диапазоне и LC-фильтр необходим. Для генераторов постоянного тока отсутствует LC-фильтр и вместо выпрямительного моста используется один силовой диод. Широкий выбор генераторов при реализации предлагаемого способа - безусловное его достоинство. На Фиг. 2 дан вариант схемы ВЭУ, реализующей предложенный способ. В его состав входит:Due to the soft load characteristic in the generator and storage battery circuit, a slight excess of the speed Δn ВТ leads to the appearance of a significant load charging current, which slows down the ВТ and the generator until reaching a certain point of equilibrium created by the torque ВТ and the braking torque of the generator. Approximate stabilization of VT and generator revolutions appears in a wide range of VP speed variation. The use of natural soft loading characteristics of wind turbines without additional regulators is an advantage of the proposed method. For alternators (synchronous and asynchronous) at acceptable (nominal) speed and frequency of the output voltage, the LC filter is greatly simplified or becomes redundant in comparison with the prototype, where the output voltage frequency varies over a wide range and an LC filter is required. For DC generators, there is no LC filter and a single power diode is used instead of a rectifier bridge. A wide choice of generators in the implementation of the proposed method is its undoubted advantage. FIG. 2 shows a variant of the wind turbine scheme that implements the proposed method. It includes:
7 - ветротурбина - ВТ, 9 - часто используется повышающий редуктор с соединительными муфтами - 8, 10 - генератор, 11 - выпрямительный элемент (выпрямительный мост для генераторов переменного тока и силовой диод для генераторов постоянного тока), 12 - LC-фильтр (часто используется для генераторов переменного тока), 13 - датчик нагрузочного зарядного тока, 14 - аккумуляторная батарея, 15 - сетевой инвертор, 16 - узел защиты конструкций ВТ, генератора и аккумуляторной батареи при превышении номинального тока генератора или допустимого для аккумуляторов зарядного тока, 17 - выход сетевого инвертора.7 - wind turbine - VT, 9 - often used a step-up gearbox with couplings - 8, 10 - generator, 11 - rectifier element (rectifier bridge for alternators and power diode for DC generators), 12 - LC filter (often used for alternators), 13 - load charging current sensor, 14 - storage battery, 15 - grid inverter, 16 - protection unit for VT structures, generator and storage battery when the rated current of the generator or the permissible charging current for batteries is exceeded, 17 - mains output inverter.
В предлагаемом способе работа ВЭУ начинается с раскрутки ВТ-7 на холостом ходу, когда отсутствует рабочий нагрузочный момент, создаваемый генератором - 10 (его нагрузочным зарядным током IЗар). Раскрутка ВТ осуществляется, если при действующей скорости ВП создается момент, превышающий тормозной момент холостого хода, обусловленный механическими аэродинамическим торможением конструкции ВТ. Отсутствие рабочей нагрузки при запуске ВТ уменьшает момент трогания, а ее подключение к нагрузке только при достижении номинальных - nн оборотов повышает ее эффективность. При превышении ВТ своих номинальных оборотов - nн на Δn напряжение на генераторе - 10 превысит напряжение UAБ на аккумуляторной батарее - 14 и появится нагрузочный зарядный ток генератора IЗар на выходе выпрямительного элемента - 11. Одновременно появляется нагрузочный момент на ВТ и начинается зарядка аккумуляторной батареи. ВЭУ выходит на рабочий режим - электроснабжение автономных потребителей, который контролируется узлом защиты конструкций ВТ - 16. При опасном для конструкции ВТ превышении оборотов Δn, при превышении номинального тока генератора - 10 или превышении допустимого зарядного тока аккумуляторной батареи - 14 узел защиты - 16 воздействует на элементы конструкции ВТ, снижая ее рабочий момент вплоть до нулевого значения. Аккумуляторная батарея - 14 должна иметь значительную емкость, чтобы обеспечивать поддержание напряжения UAБ при больших набросах нагрузки автономного потребителя.In the proposed method, the operation of the wind turbine begins with spinning up the VT-7 at idle, when there is no working load torque created by the generator - 10 (its load charging current IZar). The HT spin-up is carried out if, at the current air speed, a moment is created that exceeds the idle braking torque due to mechanical aerodynamic braking of the HT structure. The absence of a working load at the start of the VT reduces the starting torque, and its connection to the load only when the nominal - nn speed is reached, increases its efficiency. When the VT exceeds its rated speed - nn by Δn, the voltage on the generator - 10 will exceed the voltage of the UAB on the battery - 14 and the generator load charging current ICar will appear at the output of the rectifier element - 11. At the same time, a load moment appears on the VT and the battery starts charging. The wind turbine enters the operating mode - the power supply of autonomous consumers, which is controlled by the structure protection unit VT - 16. At a dangerous excess of revolutions Δn for the VT structure, when the rated current of the generator is exceeded - 10 or the permissible charging current of the battery is exceeded - 14, the protection unit - 16 affects structural elements of VT, reducing its operating torque down to zero value. The storage battery - 14 must have a significant capacity to maintain the UAB voltage at large surges in the load of the autonomous consumer.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019145410A RU2742889C1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Method of electric power supply for autonomous consumers by wind power devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019145410A RU2742889C1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Method of electric power supply for autonomous consumers by wind power devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2742889C1 true RU2742889C1 (en) | 2021-02-11 |
Family
ID=74665914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019145410A RU2742889C1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Method of electric power supply for autonomous consumers by wind power devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2742889C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101051793A (en) * | 2007-05-21 | 2007-10-10 | 哈尔滨九洲电气股份有限公司 | Megawatt direct driving type wind and electric joint-net current transformer |
| US7884492B2 (en) * | 2007-11-13 | 2011-02-08 | General Electric Company | Methods and systems for wind turbine generators |
| CN102769423A (en) * | 2012-07-16 | 2012-11-07 | 上海电力学院 | Permanent magnet synchronous motor wind power generation system based on Z-source inverter and control method of permanent magnet synchronous motor wind power generation system |
| RU2468251C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Control method of wind-driven power plant, and device for its implementation |
| US8577508B2 (en) * | 2007-05-04 | 2013-11-05 | University Of Alabama | Converter control of variable-speed wind turbines |
| CN104201717A (en) * | 2014-09-01 | 2014-12-10 | 黄守道 | Permanent magnet direct-driven wind power system |
| US8928165B2 (en) * | 2011-04-11 | 2015-01-06 | University Of Zagreb Faculty Of Electrical Engineering And Computing | Generator-fault-tolerant control for a variable-speed variable-pitch wind turbine |
-
2019
- 2019-12-26 RU RU2019145410A patent/RU2742889C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8577508B2 (en) * | 2007-05-04 | 2013-11-05 | University Of Alabama | Converter control of variable-speed wind turbines |
| CN101051793A (en) * | 2007-05-21 | 2007-10-10 | 哈尔滨九洲电气股份有限公司 | Megawatt direct driving type wind and electric joint-net current transformer |
| US7884492B2 (en) * | 2007-11-13 | 2011-02-08 | General Electric Company | Methods and systems for wind turbine generators |
| US8928165B2 (en) * | 2011-04-11 | 2015-01-06 | University Of Zagreb Faculty Of Electrical Engineering And Computing | Generator-fault-tolerant control for a variable-speed variable-pitch wind turbine |
| RU2468251C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Control method of wind-driven power plant, and device for its implementation |
| CN102769423A (en) * | 2012-07-16 | 2012-11-07 | 上海电力学院 | Permanent magnet synchronous motor wind power generation system based on Z-source inverter and control method of permanent magnet synchronous motor wind power generation system |
| CN104201717A (en) * | 2014-09-01 | 2014-12-10 | 黄守道 | Permanent magnet direct-driven wind power system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9450416B2 (en) | Wind turbine generator controller responsive to grid frequency change | |
| US6954004B2 (en) | Doubly fed induction machine | |
| ES2438994T3 (en) | Variable speed wind turbine that has an exciter machine and a power converter not connected to the network | |
| US4994684A (en) | Doubly fed generator variable speed generation control system | |
| US6984897B2 (en) | Electro-mechanical energy conversion system having a permanent magnet machine with stator, resonant transfer link and energy converter controls | |
| US8227929B2 (en) | Multi-use energy storage for renewable sources | |
| US9429142B2 (en) | Method for charging a DC link of a wind turbine power electronic converter | |
| US20080129050A1 (en) | Hybrid power-generating device | |
| US20030057703A1 (en) | Method of controlling electrical rotating machines connected to a common shaft | |
| US6924991B2 (en) | Energy transfer multiplexer | |
| Singh et al. | Control of PMSG based variable speed wind-battery hybrid system in an isolated network | |
| RU2742889C1 (en) | Method of electric power supply for autonomous consumers by wind power devices | |
| CN201903629U (en) | Alternating current transformation-type excitation synchronous wind power generation experimental facility | |
| WO2011161692A2 (en) | Reactive power management for wind turbine applications | |
| RU2262790C1 (en) | Off-line no-break power supply system using renewable energy source | |
| RU159413U1 (en) | WIND POWER PLANT | |
| RU2468251C1 (en) | Control method of wind-driven power plant, and device for its implementation | |
| CN111917348B (en) | Intelligent power generation equipment | |
| Verma et al. | Theoretical approach for comparison of various types of wind generator systems | |
| RU113615U1 (en) | AUTONOMOUS UNINTERRUPTED POWER SUPPLY SYSTEM USING A RENEWABLE ENERGY SOURCE | |
| Mazurenko et al. | Wind energy conversion system with induction generators connected to a single static compensator | |
| CN204258296U (en) | Switching magnetic-resistance wind-driven generator direct current exports booster type electrical conversion systems | |
| WO2010148062A2 (en) | Electronic control of wind turbine electric power generator | |
| EP4224012A1 (en) | Low-wind ride-through of a wind turbine | |
| JPH0736718B2 (en) | Wind power generator |