กังหันลมความถี่คงที่ความเร็วตัวแปรแปรผันความเร็วคงที่สูงกว่าการควบคุมพลังงานคงที่
ในฐานะที่เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่มีวันหมดสะอาดและปลอดมลภาวะพลังงานลมได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในหลายประเทศทั่วโลก ในฐานะที่เป็นหนึ่งในประเทศที่มีทรัพยากรลมจำนวนมากจีนมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในการแปลกังหันลมให้เป็นภาษาท้องถิ่น ในช่วงระยะเวลา“ แผนห้าปีที่เก้า” นั้นได้บรรลุอัตราการแปลภาษาท้องถิ่น 96% ของกังหันลม 600kW และประสบความสำเร็จในการพัฒนาแผงลอยลม 600kW เทคโนโลยีที่สำคัญของระบบควบคุม genset ในปัจจุบันเราได้ดำเนินการวิจัยและพัฒนาระบบควบคุมไฟฟ้าพลังงานลมกังหันลมความถี่คงที่ความถี่เมกะวัตต์ระดับ 863 เมกะวัตต์ระดับชาติและงานวิจัยและพัฒนากำลังดำเนินการอย่างแข็งขันและมีประสิทธิภาพ
ข้อดีอย่างหนึ่งของกังหันลมที่มีความถี่คงที่ความเร็วแปรผันเมื่อเทียบกับกังหันลมที่หยุดนิ่งคือกำลังขับที่มีเสถียรภาพสูงกว่าความเร็วลมที่กำหนด เมื่อกังหันลมที่มีความถี่คงที่แปรผันสูงกว่าความเร็วลมที่ได้รับการจัดอันดับมันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้กำลังขับที่อยู่เหนือจุดกำลังไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพและหลีกเลี่ยงความผันผวนและทำให้ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีความยืดหยุ่นที่ดี การป้องกันที่มีประสิทธิภาพสำหรับกังหันลม ปัจจุบันกังหันลมความถี่คงที่ความเร็วตัวแปร MW ระดับเราได้พัฒนาส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยีการควบคุมระดับเสียง เทคโนโลยีการควบคุมระดับเสียงคือการเปลี่ยนแรงบิดตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ได้จากกังหันลมโดยการปรับระดับเสียงของใบมีดและปรับแรงบิดตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ได้รับจากกังหันลมเมื่อความเร็วลมสูงเกินไปเพื่อให้กำลังของหน่วยมีเสถียรภาพ . กลยุทธ์การควบคุมนี้ใช้ระบบควบคุมวงปิดพลังงานป้อนกลับเพื่อให้บรรลุเป้าหมายการควบคุมเหนือระดับความเร็วลมของหน่วยความถี่คงที่ความเร็วตัวแปร Pitch Mechanism บทนำ Pitch Actuator ประกอบด้วยระบบกลไกและไฮดรอลิกที่ปรับใบมีดของพัดลมตามแนวแกนตามยาวของพัดลม เนื่องจากความเฉื่อยของใบมีดมีขนาดใหญ่และ pitch actuator ไม่ควรใช้พลังงานมากนัก actuator จึงมีความสามารถ จำกัด และลักษณะเชิงพลวัตของมันคือพลวัตแบบไม่เชิงเส้นที่มีขีด จำกัด ของความอิ่มตัวทั้งมุม pitch และอัตรา pitch เมื่อมุมพิทช์และอัตราพิทช์น้อยกว่าขีด จำกัด ของความอิ่มตัวการเคลื่อนที่ของพิทช์จะเป็นเส้นตรง ตัวกระตุ้นระยะห่างแสดงในรูปที่ 1
แบบจำลองแอคทูเอเตอร์อธิบายถึงพลศาสตร์ระหว่างคำสั่งมุมพิทช์จากคอนโทรลเลอร์และการกระตุ้นของคำสั่ง แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สามารถอธิบายได้ว่าเป็นระบบลำดับที่หนึ่งดังต่อไปนี้
ค่าที่กำหนดในระบบควบคุมที่เกิดขึ้นจริงคือแรงดันไฟฟ้าควบคุมจากค่าเบี่ยงเบนมุมพิตช์กับวาล์วสัดส่วน -DC10V ~ + DC10V
การออกแบบตัวควบคุม
วัตถุประสงค์พื้นฐานของคอนโทรลเลอร์นี้คือการปรับกำลังขับคงที่โดยการปรับมุมพิทช์ ดังแสดงในรูปที่ 2, เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสไฟขาออก P วัดโดยการเก็บพลังงาน ข้อผิดพลาดพลังงานΔPถูกคำนวณเมื่อเทียบกับกำลังไฟ P * ความเบี่ยงเบนของพลังงานถูกใช้เป็นอินพุตของคอนโทรลเลอร์ PID และคอนโทรลเลอร์จะควบคุมความผิดพลาดมุมพิทช์ปัจจุบันΔβ = β * -β (มุมพิทช์ปัจจุบัน according) ตามคำสั่งของครัวเรือนเพื่อออกค่าβ * ของ มุมพิตช์อ้างอิงใบมีด จากนั้นอัตราการเปลี่ยนระดับเสียงจะถูกกำหนดตามพารามิเตอร์ของกลไกระดับเสียงแบบแปรผัน มุมพิทช์อ้างอิง จำกัด อยู่ในช่วง 0 ถึง 92 °ภายในตัวควบคุมจะปรับใบมีดกังหันลมให้ตรงกับข้อกำหนดมุมพิทช์ใหม่
ในกล่องรูปที่ 2 เป็นตัวควบคุม PID ช่วงค่าคงที่ของสัดส่วน, อินทิกรัล, และผลต่างเพิ่มขึ้น Kp, Ki และ Kd ถูกกำหนดโดยเกณฑ์ความมั่นคงของ Rolls ของฟังก์ชั่นการถ่ายโอนแบบลูปปิดที่แสดงในรูป กำไรจากสัดส่วน, อินทิกรัล, และอนุพันธ์ได้มาจากการจำลอง หลักการคือการรักษากำลังขับของพัดลมที่กำลังขับที่กำหนดไว้
ผลการจำลอง
1) อัตราการเปลี่ยนแปลงของมุมพิทช์แตกต่างกันไปในช่วง -5 ° / s ถึง + 5 ° / s ที่ระบบไฮโดรลิกอนุญาต
2) การเปลี่ยนแปลงของมุมพิตช์βนั้นเหมือนกับแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของความเร็วลม v, ความเร็วลม v เพิ่มขึ้น, และมุมพิทช์เฉลี่ย average เพิ่มขึ้น; ในทางตรงกันข้ามความเร็วลม v จะลดลงและมุมพิชโดยเฉลี่ยจะลดลง
3) ค่าพลังงาน Pmech และค่าสัมประสิทธิ์การใช้พลังงานลม Cp ของการดูดซับแบบทันทีของใบพัดลมแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนมุมสนาม pitch จำกัด พลังงาน Pmech ของการดูดกลืนใบมีดแบบทันทีและใบทำงานที่ประสิทธิภาพต่ำ
4) กำลังขับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Pe สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างราบรื่นรอบกำลังไฟที่จัดอันดับโดยการเปลี่ยนมุม pitch เพื่อรักษาพลังงานคงที่
5) ความผันผวนของความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับผลกระทบจาก (Pmech-Pe) และความเฉื่อยของหน่วย
