Turbin angin frekuensi konstan kecepatan variabel dengan kecepatan konstan di atas kontrol daya konstan
Sebagai sumber energi terbarukan yang tidak habis-habisnya, bersih, dan bebas polusi, energi angin telah banyak digunakan oleh negara-negara di seluruh dunia. Sebagai salah satu negara dengan sumber daya angin yang melimpah, Cina telah membuat kemajuan pesat dalam pelokalan turbin angin. Selama “Rencana Lima Tahun Kesembilan” periode, ia mencapai tingkat lokalisasi 96% dari turbin angin 600kW dan berhasil mengembangkan angin kios 600kW. Teknologi utama dari sistem kontrol genset. Saat ini, kami telah melakukan penelitian dan pengembangan sistem kontrol listrik turbin angin frekuensi konstan berkecepatan variabel frekuensi 863 megawatt nasional, dan pekerjaan penelitian dan pengembangan dilakukan secara aktif dan efektif.
Salah satu keuntungan besar dari turbin angin frekuensi konstan kecepatan variabel dibandingkan dengan turbin angin yang macet adalah daya output yang stabil di atas kecepatan angin terukur. Ketika turbin angin frekuensi konstan konstanta variabel dioperasikan di atas kecepatan angin terukur, perlu membuat daya output di atas titik daya terukur stabil, menghindari fluktuasi, dan membuat sistem transmisi genset memiliki fleksibilitas yang baik, dan juga mempertimbangkan perlindungan yang efektif untuk turbin angin. Saat ini, turbin angin frekuensi konstan berkecepatan variabel kelas MW yang telah kami kembangkan terutama menggunakan teknologi kendali pitch. Teknologi kontrol pitch adalah untuk mengubah torsi aerodinamis yang diperoleh oleh turbin angin dengan menyesuaikan pitch pisau dan menyesuaikan torsi aerodinamis yang diperoleh oleh turbin angin ketika kecepatan angin terlalu tinggi, sehingga output daya unit stabil . Strategi kontrol ini menggunakan sistem kontrol loop tertutup umpan balik daya untuk mencapai target kontrol di atas kecepatan angin terukur dari unit frekuensi konstan kecepatan variabel. Pitch Mechanism Introduction Pendahuluan Actuator pitch terdiri dari sistem mekanis dan hidrolik yang menyesuaikan bilah kipas di sepanjang sumbu longitudinal kipas. Karena inersia blade besar dan aktuator pitch tidak boleh mengkonsumsi banyak daya, aktuator memiliki kemampuan membatasi, dan karakteristik dinamisnya adalah dinamika nonlinear dengan batas saturasi pada sudut pitch dan laju pitch. Ketika sudut pitch dan laju pitch kurang dari batas saturasi, dinamika pitch adalah linier. Aktuator pitch ditunjukkan pada Gambar 1.
Model aktuator menggambarkan dinamika antara perintah sudut pitch dari pengontrol dan eksitasi perintah. Model matematika dapat digambarkan sebagai sistem orde pertama berikut
Nilai yang diberikan dalam sistem kontrol aktual adalah tegangan kontrol dari deviasi sudut pitch ke katup proporsional -DC10V ~ + DC10V.
Desain pengontrol
Tujuan dasar dari pengontrol ini adalah untuk menyesuaikan output daya konstan dengan menyesuaikan sudut pitch. Seperti ditunjukkan dalam Gbr. 2, daya keluaran generator P saat ini diukur dengan pengumpulan daya. Kesalahan daya ΔP dihitung dibandingkan dengan daya yang diberikan P *. Penyimpangan daya digunakan sebagai input dari pengontrol PID, dan pengontrol memerintahkan kesalahan sudut pitch saat ini Δβ = β * -β (sudut pitch saat ini β) sesuai dengan perintah rumah tangga untuk mengeluarkan β * dari sudut pitch referensi blade. Kemudian, laju perubahan pitch ditentukan sesuai dengan parameter dari mekanisme pitch variabel. Sudut pitch referensi terbatas pada kisaran 0 hingga 92 °, di mana pengontrol menyesuaikan bilah turbin angin dengan persyaratan sudut pitch baru.
Dalam kotak Gambar. 2 adalah kontroler PID. Kisaran nilai stabil dari keuntungan proporsional, integral, dan diferensial Kp, Ki, dan Kd ditentukan oleh kriteria stabilitas Rolls dari fungsi transfer loop tertutup yang ditunjukkan pada gambar. Keuntungan proporsional, integral, dan turunan diperoleh dengan simulasi. Prinsipnya adalah menjaga output daya kipas pada daya output terukur.
Hasil simulasi
1) Laju perubahan sudut pitch bervariasi dalam kisaran -5 ° / detik hingga + 5 ° / detik yang diizinkan oleh sistem hidrolik.
2) Perubahan sudut pitch β sama dengan tren perubahan kecepatan angin v, kecepatan angin v meningkat, dan sudut pitch rata-rata β meningkat; sebaliknya, kecepatan angin v menurun, dan sudut nada rata-rata β berkurang.
3) Daya Pmech dan koefisien pemanfaatan energi angin Cp dari penyerapan sesaat dari bilah kipas menunjukkan bahwa perubahan sudut pitch β membatasi daya Pmech dari penyerapan sesaat blade, dan blade bekerja pada efisiensi yang lebih rendah.
4) Daya keluaran generator Pe dapat dengan lancar diubah di sekitar daya pengenal dengan perubahan sudut pitch β untuk mempertahankan daya konstan.
5) Fluktuasi kecepatan generator dipengaruhi oleh (Pmech-Pe) dan inersia unit.
