SU1443119A1

SU1443119A1 - Wind power installation

Info

Publication number: SU1443119A1
Application number: SU874223744A
Authority: SU
Inventors: Рауф Исмайлович Мустафаев
Original assignee: Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Энергетики Им.И.Г.Есьмана
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1988-12-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к повышению качества вьщаваемой ветроэлектрической установкой в электрическую сеть большой мощности электроэнергии путем более Эффективного подавлени колебаний ;выходной мощности. Установка состоит из ветродвигател , сочлененного с асинхронным,генератором, статорна обмотка которого через последовательно соединенные индуктивные и емкостные сопротивлени , шунтированные первой и второй группами встречно-па- :раллельных тиристоров, подключена к ;электрической сети большой мощности, причем блоки управлени первой и второй тиристорных групп измерительными входами соединены соответственно с выходами узла выделени переменной составл ющей момента датчика момента, установленного на валу ветродвигате л , и инвертора, подключенного на выход узла выделени переменной составл ющей момента. Величины заказан- ных сопротивлений при таком подключении регулируютс таким образом,что существенно снижшотс колебани выходной мощности (тока) установки. 2 ил. с The invention relates to electrical engineering, in particular to improving the quality of a wind power installation installed in an electrical network of high power of electricity by more efficiently suppressing oscillations and output power. The installation consists of a wind turbine coupled to an asynchronous generator, the stator winding of which, through series-connected inductive and capacitive impedances, shunted by the first and second groups of counter-pa- ratory thyristors, is connected to a high-power electric network, and the first and second thyristor control units groups of measuring inputs are connected respectively to the outputs of the variable torque component of the torque sensor installed on the shaft of the wind turbine l, and nvertora connected to the output node of the variable component separation points. The values of the resistances ordered for such a connection are regulated in such a way that the output power (current) of the installation is significantly reduced. 2 Il. with

Description

114114

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл демпфировани выходных электрических параметров асинхронных генераторов , примен емых в ветроэлектрических установках.The invention relates to electrical engineering and can be used for damping the output electrical parameters of asynchronous generators used in wind power plants.

Цель изобретени -.повышение качества электроэнергии, вырабатьшае- мой ветроэлектрической установкой, путем эффективного подавлени колебаний ее выходной мощности.The purpose of the invention is to increase the quality of electricity generated by a wind-electric installation, by effectively suppressing the oscillations of its output power.

На фиг. представлена структурна электрическа схема ветроэлектрической установки; на фиг.2 - ди- аграммы момента на валу ветродвигател , отнесенного к qpeднeмy значению указанного момента, индуктивного Х и емкостного Х сопротивлений в цепи, отнесенных к сопротивлению X, статорной обмотки асинхронного генератора , реактивной Q и полной S мощностей установки, отнесенных к средним значени м установленных мощностей .FIG. a structural electrical diagram of the wind power installation is presented; FIG. 2 shows the torque diagrams on the wind turbine shaft related to the q-value of the specified moment, inductive X and capacitive X resistance in the chain, related to resistance X, stator winding of the asynchronous generator, reactive Q and total S power of the installation, referred to as average installed capacity values.

Ветроэлектрическа установка (ВЭУ) содержит асинхронный генератор 1, ротор которого механически св зан с валом ветродвигател 2, а силовые выводы статорной обмотки 3 св заны с электропотребител ми (электрической сетью 4) через реакторы 5, шунтированные встречно-паралелльно включенными первыми тиристорами 6, блок 7 фазового управлени первыми тиристо- рами, измерительный вход которого через элемент 8 выделени переменной составл ющей момента подключен к датчику 9 момента на валу ветродвигател .A wind-electric installation (VEU) contains an asynchronous generator 1, whose rotor is mechanically connected to the wind turbine shaft 2, and the power leads of the stator winding 3 are connected to electrical consumers (electrical network 4) through reactors 5 shunted by anti-parallel first 6 thyristors, unit 7 of the phase control of the first thyristors, the measurement input of which is connected to the torque sensor 9 on the wind turbine shaft through the variable selection component 8.

ВЭУ также содержит конденсаторы 10, вторые тиристоры 11, блок 12 фазового управлени вторыми тиристорами , инвертор 13. Причем конденсаторы 10 включены в цепь, св зывающую силовые вьюоды статорной обмотки асинхронного генератора с электропотребител ми последовательно с реакторами 5, и зашунтированы встречно-параллельно включенными вторыми тирис- торами 11, а измерительный вход блока 12 фазового управлени вторыми тиристорами соединен через инвертор 13 с выходом элемента 8 выделени переменной составл ющей момента. Св зь силовой цепи асинхронного генератора 2 с электропотребител ми осуществлена через трансформатор 14.The wind turbine also contains capacitors 10, second thyristors 11, phase control unit 12 second thyristors, inverter 13. Moreover, capacitors 10 are included in the circuit connecting the power leads of the stator winding of the asynchronous generator with power consumers in series with the reactors 5, and are bridged by parallel-connected second ones thyristors 11, and the measurement input of the phase control unit 12 of the second thyristors is connected via an inverter 13 to the output of the variable selection element 8 of the time component. The power circuit of the asynchronous generator 2 is connected to the power consumers via a transformer 14.

ВЭУ работает следующим образом.VEU works as follows.

192192

При изменении скорости ветра - энергоносител - вращающий момент на валу ветродвигателем 2 колеблетс . На выходе датчика 9 момента по вл етс сигнал (фиг.2), пропорциональный йоменту m на валу ветродвигател . Элемент 8 выделени переменной составл ющей момента выдает на выходе сигнал, пропорциональный флюкту- ационной составл ющей момента дт (фиг.2а, сплощна лини ), а на выходе инвертора 13 по вл етс инвенти- рованный сигнал (-Дт) (фиг.2а, пунктирна лини ).When the wind speed - energy carrier changes - the torque on the shaft of the wind turbine 2 oscillates. At the output of the torque sensor 9, a signal appears (Fig. 2), proportional to the moment m on the wind turbine shaft. Element 8 of the variable component of the moment produces at the output a signal proportional to the fluctuation component of the moment dt (Fig. 2a, flat line), and at the output of the inverter 13 an injected signal (Dt) appears (Fig. 2a, dotted line).

В соответствии с сигналами дт и (-Лт ) блоки 7 к 12 управлени управл ют первыми 6 и вторыми 11, тиристорами , которые соответственно шунтируют реакторы 5 (индуктивные сопротивлени Х() и конденсаторы 10 (емкостные сопротивлени Х(), включенные последовательно со статорной обмоткой 3. Регулирование величин сопротивлений Xj и Х(. (отнесенных к сопротивлению статорной обмо.тки 3 X,) в зависимости от изменени управл ющих воздействий показано на фиг.26 (сплошные линии пунктирные ,). Пунктирной линией показано изменение при этом реактивной мощности ВЭУ Q, сплошной линией дл сопоставительного анализа показано изменение Q только при регулировании индуктивных сопротивлений (фиг.2в).In accordance with the signals dt and (-lt), control blocks 7 to 12 control the first 6 and second 11, thyristors, which respectively shunt the reactors 5 (inductive resistances X () and capacitors 10 (capacitance resistances X ()) connected in series with the stator winding 3. The regulation of the resistance values Xj and X (. (referred to the resistance of the stator winding 3 X,) depending on the change in control actions is shown in Fig.26 (solid dashed lines,). The dashed line shows the change in this reactive power VE Q, a solid line for the comparative analysis shows the variation of Q only when adjusting inductances (2c).

Пунктирной линией (фиг.2г) представлена крива изменени полной мощности ВЭУ S при регулировании величин X 1 и Xj;, сплошной линией показано изменение мощности S при регулировании только величины X, . Сопоставление кривых (фиг.2в и г) пока- зьшает, что в предлагаемом техническом решении осуществл етс более эф- фекти.вное подавление колебаний выходной мощности ВЭУ, что приводит к повышению качества электроэнергии, выдаваемой ВЭУ электропотребител м.The dashed line (Fig. 2d) represents the curve of the change in the total power of the wind turbine S when adjusting the values X 1 and Xj ;, the solid line shows the change in power S when adjusting only the value X,. Comparison of the curves (Figs. 2c and d) shows that the proposed technical solution provides a more effective effect. The suppression of fluctuations in the output of the wind turbine is more effective, which leads to an increase in the quality of the electrical power produced by the wind turbine of the electrical consumers.

Кроме этого, йри определенных величинах емкостей конденсаторов увеличиваетс средн полна мощность ВЭУ S, так как среднее значение реактивной мощности ВЭУ процессе регулировани уменьшаетс (пунктирна пр ма лини , фиг,2в) по сравнению со средним значением мощности при регулировании только величины Х((сплош - на пр ма лини , фиг,2в).In addition, the yr of certain values of capacitors capacitances increases the average power of the wind turbine S, since the average value of the reactive power of the wind turbine during the regulation process decreases (dashed straight line, FIG. 2c) compared to the average power when regulating only the X value (( on the straight line, fig, 2c).

314431314431

Таким образом, совместное регулирование индуктивных Х| и емкостных Хс сопротивлений включенных в силовую цепь асинхронного генератора ВЭУ так, как в предлагаемой ВЭУ, позвол ет обеспечить эффективное подавление колебаний выходной мощности и получить высокое качество электроэнергии, вырабатываемой ВЭА.Thus, the joint regulation of inductive X | and capacitive resistances Hc included in the power circuit of an asynchronous generator of a wind turbine, as in the proposed wind turbine, allows to provide effective suppression of output power fluctuations and to obtain a high quality of electric power generated by wind turbines.

10ten

Claims

Invention Formula

ti

A wind power installation containing an asynchronous generator, the rotor of which is mechanically connected to the wind turbine shaft, and the power leads of the stator winding are connected to electrical consumers through reactors shunted by counter-connected first thyristors, and the first thyristor phase control unit whose measuring input

ten

15

0

nineteen

A variable torque component is connected to a torque sensor on the wind turbine shaft, characterized in that capacitors, second thyristors, a phase control unit, second thyristors, an inverter, and the capacitors are included in the circuit connecting the power leads of the stator winding of the asynchronous generator with power consumers in series with the reactors, and are biased - parallel to the connected second thyristors, and the measuring input of the phase control unit by the second thyristors is connected via an inverter to the output of the element, selected by the variable component of the moment.

. G- /

figure 1

4 / L

- / u / 7F

12

1 ohm

fus.Z