El aumento de la eficiencia en inferiores ветрогенераторах

A gran escala de la extracción de los recursos energéticos de la tierra conduce a la eliminación gradual de sus иссяканию, que obliga a la humanidad a un nuevo llamamiento a las energías renovables. Un lugar especial entre las fuentes de energía renovables ocupa de energía eólica. Para ucrania, que hasta hace poco tiempo, este ámbito de la energía se mantuvo неприоритетной, pero ahora ella comienza a desarrollarse y adquirir todos los grandes alcances.

Entre ветрогенераторных de las instalaciones (VU) de baja potencia, hasta 5-10 kw, por su destino y la carga se puede distinguir de la instalación, trabajan sin conexión con la unidad o el total de la red eléctrica. En la mayoría de las instalaciones de potencia, отбираемая de aerogeneradores van a estar arriba (vg), se fija en un cierto nivel constante, que se define normalmente el nivel de restricción de sobre carga de la instalación. Si generada por WU energía es inferior a este nivel, la conversión no se produce, y la instalación se encuentra en el modo de espera.

Debido a que el área permanente de los vientos, que puede estar a un nivel lo suficientemente bajo (3-4 m/s), el nivel de la especificada, extraída de potencia es necesario establecer en dicho nivel, para garantizar el funcionamiento de la instalación en el nivel inferior del rango de los cambios en la velocidad de los vientos. Esto proporciona casi constante la capacidad de trabajo de WU, pero reduce su uso a velocidades más altas y los vientos, cuando potencialmente puede dar más potentes que el nivel establecido.

Por otro lado, el aumento del nivel certificado de potencia puede ser limitado marginales de corrientes de carga acumulativa de los elementos, y causar недоиспользованию de la instalación a bajas velocidades de viento.

Para mejorar la eficiencia en el uso de abatimiento de energía, se propone utilizar un sistema de control del variador con un nivel variable extraída de potencia, que depende de la potencia que puede proporcionar WU en este momento. El sistema propuesto se refiere a WU sin sistemas mecánico de estabilización de la velocidad que trabajan directamente en la red.

Para la conversión de la energía se utiliza WU potencia de 5 kw. El rango de velocidad del viento, al que se espera que el funcionamiento de la instalación, de 3 a 20 m/s. Cuando este margen de los cambios en la velocidad del viento la energía, que puede dar vg, cambia en el rango de 200-5000 w, rango de velocidad de rotación del eje de la vg 50-650 de./minutos de la Red, en la que la unidad está funcionando, es una red trifásica de voltaje ac 380 v a frecuencia industrial. Antes de que el sistema de control tiene la tarea de transmitir en la red una potencia tal, que en este momento puede proporcionar un generador de viento y de esta manera garantizar la máxima tasa de utilización de WU. El esquema funcional del sistema, se muestra en la figura 1.

Figura 1. El esquema funcional del sistema de WU baja potencia 5-10 kw mecánica de estabilización de la velocidad de rotación, que se ejecuta en paralelo a la red
Ella implica un generador, en el que se вентильная la máquina de imanes permanentes, el regulador de tensión y un inversor, conducido por la red. En la entrada del inversor se sirve permanente de la magnitud de la tensión de Uст = 250 y el trabajo en отдаваемую en la red de potencia Lr. En la salida del inversor se conecta a la trifásico de la red, e invierte energía en la red.
Para el correcto funcionamiento del inversor en su entrada se debe mantener constante la magnitud de la tensión con una precisión de 5%. El regulador de tensión debe asegurar que la tensión de salida cuando se cambia en un amplio rango de tensión de entrada. En el caso general, cuando el de arriba, el rango de los vientos, el voltaje de entrada del estabilizador Uг puede fluctuar dentro de un 70-300 Siglo En la entrada del generador de la velocidad de rotación del eje del generador wг, предаваемая de él desde el eje de la instalación, en la que se encuentran las palas, a través del multiplexor.
Cuando este la tensin de salida estabilizador debe prever la posibilidad de mejorar, y de la baja de la tensión de entrada. Con un máximo de la multiplicidad de aumento de la tensión de entrada será de alrededor de 4, a la baja — no más de 0.8. Si el voltaje de entrada del estabilizador superior a un umbral determinado, el estabilizador y en general, la instalación se apagan y entra en modo de espera.

Sección de alimentación del estabilizador teniendo en cuenta estos requisitos, se realizó la безтрансформаторной el esquema con una inductancia. El esquema funcional de la sección de potencia de un estabilizador de tensión para WU se muestra en la figura 2.

Figura 2. El esquema funcional de la sección de potencia del estabilizador WU
Presentada por el esquema puede funcionar en dos modos: el modo de mejorar, cuando la tensión de entrada del estabilizador menor que la estabilización de la tensión, y un modo de baja cuando la tensión de entrada del estabilizador más que la estabilización de la tensión. En el primer modo, la clave k1 cerrado, y la clave k2 funciona con cierta скважностью, se forma el llamado бустерная esquema. Cuando la clave k2 está cerrado, el voltaje en la entrada del estabilizador se aplica a la inductancia L1 y por ella pasa la corriente. Cuando esta reserva tiene la energía en la inductancia. Cuando la llave de t2 está abierta, en un inductor se produce la fem de la inductancia, que se pliega con una tensión de entrada del regulador, y en la salida del estabilizador se obtiene el voltaje más alto que el voltaje en la entrada del regulador.

En el segundo caso, cuando el circuito funciona en el modo de baja de la clave k2 abierto, y la clave k1 funciona con cierta скважностью, se forma el llamado чопперная el esquema de reducción. Inductancia junto con la salida de capacidad C2 hará el papel de filtro. El valor de ciclo de trabajo, con la que funcionan las claves en cada uno de los modos, se define el esquema de administración, la frecuencia de conmutación de las claves de 20 khz. Principios de funcionamiento de los pulsos de dispositivos construidos por este método, con más detalles en el material de "la Electropropulsin de la siguiente manera: fuente de alimentación de reducir el tipo de motor" (Шпиглер L. a.).
Para determinar la energía de los indicadores de WU estabilizador evalúa la tensión de entrada y de conformidad con la nómina de la función que representa la dependencia válida, el volumen aumenta y la potencia de la tensión de la geometría de WU (el valor de las palas, el ángulo de ataque), emite el trabajo de отдаваемую inversor en la red de potencia. Junto con la formación de una tarea para el inversor estabilizador de forma токоограничение, que no supera la corriente máxima que puede entregar el generador, para maximizar el uso de la instalación, pero no sobrecargar de ella, lo que inevitablemente conducirá a una disminución de la velocidad de rotación de la instalación y el final de su parada. Diagrama de la estructura del sistema se muestra en la figura 3.

Figura 3. Diagrama de la estructura del sistema de control de WU
El sistema de control realizado por el principio de la subordinada de control con el proporcional integrales de reguladores de voltaje y corriente (PH y la república de tayikistán). La señal de salida del regulador de tensión se sirve en el nodo dependiente de la restricción de sobre carga (asp), que genera la ley de restricción de sobre carga de acuerdo con la nómina de la función. Sección de alimentación del estabilizador (ST) se presenta masa oscilante fabricada eslabón, y el inversor, en el ejercicio de la función de carga, presentado eslabón de la evolución de la resistencia interna, que también cambia de acuerdo con la tarea, generados a partir de eslabón (ZN). Dentro de este eslabón de la puesta carga característica de la instalación; con su ayuda, puede determinar la cantidad de potencia que puede dar a la instalación en un determinado modo de WU y de la red. El modelo de las características de WU se describen en el material de "energías Renovables" (Твайдел j., Уэйр A.).
Los resultados de la simulación sobre el organigrama del sistema, se muestra en la figura 3, se muestran en la figura 4.

Figura 4. Los resultados de la simulación del sistema:
1 — gráfico de los cambios de la tensión de entrada del regulador, el pico en el gráfico corresponde a la racha de viento;
2 — gráfico de los cambios de la tensión de salida del estabilizador WU, EN;
3 — cambiar los horarios de la corriente del estabilizador
De los gráficos se puede concluir sobre el estado del sistema propuesto y de sus efectos cuando la evolución de la velocidad del viento. Ejecución de un sistema de puesta características de casi un 100%, esto se ve de una coincidencia del trabajo en la corriente y la corriente del sistema, y la inestabilidad de la tensión de salida del estabilizador es no más de 3%.

Sobre la propuesta de organigrama del sistema y estabilizador fue diseñado y creado un prototipo de un estabilizador, y también se realizaron pruebas con un generador de 5 kw y a los esclavos de la red el inversor firma alemana de Test&Power Solutions potencia de 6 kw. El sistema de estabilización de la tensión de salida del estabilizador se ha creado de forma digital con el uso de un microcontrolador de la firma Texas Instruments.
Los resultados de un estudio experimental del sistema, representan a la dependencia de la potencia certificado en la red el inversor, de la velocidad de rotación del eje de la vg, se muestran en la figura 5.

Figura 5. Los resultados de un estudio experimental de un sistema de WU
Los resultados de un estudio experimental confirman los datos teóricos obtenidos en la modelización de la estructura del sistema, y muestran su eficacia en una amplia gama de velocidades de rotación del eje del generador, y eso significa que las velocidades del flujo del viento.
Después de la realización de estudios experimentales del prototipo del estabilizador fue lanzado experimentado una serie de estabilizadores en la cantidad de 10 unidades para inferiores WU potencia de 5 kw. Las Revistas Decir, A., Rublos D. S., Гулый M. S.

Fuente: alternativenergy.ru