가변 속도 일정 한 주파수 바람 터빈 별 일정 한 힘 통제 위에 일정 한 속도
무 진 장 깨끗 하 고 재생 가능한 무 공해 에너지 원으로 풍력 에너지는 세계 각국에서 널리 사용 되었습니다. 풍부한 풍력 자원 가진 나라 중 하나로 서, 중국은 풍력의 지역화에 급속 한 진행을 했다. "9 5-개 년 계획" 기간 동안 그것 600kW 풍력의 96% 지역화 속도 달성 하 고 성공적으로 600kW 마구간 바람을 개발. 발전기 제어 시스템의 핵심 기술입니다. 현재, 우리 연구와 국가 863 "메가 와트 급 가변 속도 주파수 바람 터빈 전기 제어 시스템"의 개발을 착수 했습니다 및 연구와 개발 작업은 실시 되고있다 적극적이 고 효과적으로.
멈춘 풍력에 비해 가변 속도 일정 한 주파수 바람 터빈의 큰 장점 중 하나는 정격된 풍속 이상 안정적인 출력 전력 이다. 가변 속도 주파수 바람 터빈은 작동 하면 정격된 풍속 이상, 그것은 필요한 정격된 파워 포인트 위에 출력을 안정 하 게, 변동, 피하기 좋은 유연성, 발전기 세트 전송 시스템 그리고 또한 풍력 터빈에 대 한 효과적인 보호를 고려 하십시오. 현재 우리가 주로 사용 하 여 피치를 개발한 MW 급 가변 속도 주파수 바람 터빈 제어 기술. 피치 제어 기술은 잎의 피치를 조정 하 고 때 바람의 속도 너무 높은 단위의 전원 출력은 바람 터빈에 의해 얻은 공기 역학 토크를 조정 하 여 바람 터빈에 의해 얻은 공기 역학 토크를 변경 하는 안정적인 합니다. 이 제어 전략 힘 피드백 폐쇄 루프 제어 시스템을 사용 하 여 가변 속도 일정 한 주파수 단위의 정격된 풍속 이상의 제어 목표를 달성 하기. 피치 메커니즘 소개 피치 액추에이터의 팬의 경도 축 팬 블레이드를 조정 하는 기계 및 유압 시스템의 구성 되어 있습니다. 때문에 잎의 관성 큰 피치 액추에이터 전력 많이 소모 하면 안 된다, 액추에이터 능력이 제한 되며 그것의 동적 특성 피치 각도 피치 속도 모두에서 포화 한계와 비선형 역동성. 피치 각도 피치 속도 채도 제한 보다 적은 경우 피치 역학은 선형. 피치 액추에이터는 그림 1에 표시 됩니다.
액츄에이터 모델 컨트롤러에서 피치 각도 명령과 명령 여기 사이의 역학을 설명합니다. 수학적 모델 다음 처음 주문 시스템으로 기술 될 수 있다
실제 제어 시스템에서 주어진된 값은 피치 각도 편차는 비례의 제어 전압 밸브-DC10V ~ + DC10V.
컨트롤러 디자인
이 컨트롤러의 기본 목적은 피치 각도 조정 하 여 지속적인 전원 출력을 조정 하는 것입니다. 그림 2에서와 같이, 현재 발전기 출력 전력 P 전원 컬렉션에 의해 측정 됩니다. 전원 오류 ΔP은 주어진된 전력 P *에 비해 계산 됩니다. 힘의 편차 PID 컨트롤러의 입력으로 사용 되 고 컨트롤러 현재 피치 각도 오류 Δβ = β *-β * 블레이드 참조 피치 각도의 문제를 가계의 명령에 따라 β (현재 피치 각도 β). 그런 다음, 피치 변경 속도 가변 피치 메커니즘의 매개 변수에 따라 결정 됩니다. 참조 피치 각도는 컨트롤러는 풍력 터빈 블레이드 새로운 피치 각도 요구 사항 조정 0 92 °의 범위에 제한 됩니다.
그림 2의 상자에서 PID 컨트롤러가입니다. 안정적인 값 범위의 Kp, Ki, Kd는 비례, 통합, 그리고 차동 이득 폐쇄 루프 전달 함수는 그림에 표시 된의 롤 안정성 기준에 의해 결정 됩니다. 비례, 적분, 파생의 이득은 시뮬레이션에 의해 얻을 수 있습니다. 원리는 정격된 출력 전력에서 팬 전원 출력을 유지 하는 것 이다.
시뮬레이션 결과
1) 피치 각의 변화의 속도를 유압 시스템에서 허용 하는 + 5 ° /s-5 ° /s의 범위 내에서 달라 집니다.
2) 피치 각도 β의 변화는 바람 속도 v, 바람 속도 v 증가 및 평균 피치 각도 β 증가;의 변화 추세와 동일 그와 반대로, 바람 속도 v 감소 및 평균 피치 각도 β 감소.
3) 전원 Pmech 및 바람 에너지 이용 계수 블레이드 보여 피치 각도 β의 변경 제한 전원 Pmech 블레이드 즉각적인 흡수의 낮은 효율성에 작동 하는 블레이드 팬의 즉각적인 흡수의 Cp.
4) 생성기 출력 Pe는 일정 한 힘을 유지 하기 위해 피치 각도 β의 변화에 의해 정격된 전력 주위 원활 하 게 바뀔 수 있다.
5) 발전기 속도의 변동 (Pmech-Pe)에 의해 영향을 받습니다 및 단위의 관성.
