RU2595643C2 - Ветроэнергетическая установка с системой автоматического регулирования - Google Patents
Ветроэнергетическая установка с системой автоматического регулирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2595643C2 RU2595643C2 RU2014136142/07A RU2014136142A RU2595643C2 RU 2595643 C2 RU2595643 C2 RU 2595643C2 RU 2014136142/07 A RU2014136142/07 A RU 2014136142/07A RU 2014136142 A RU2014136142 A RU 2014136142A RU 2595643 C2 RU2595643 C2 RU 2595643C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- power
- output
- wind
- pulse
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в установках выработки электрической энергии с постоянными выходными параметрами. Технический результат - поддержание максимальной выходной мощности при изменяющихся первичных скоростях, увеличение точности и быстродействия. Ветроэнергетическая установка с системой автоматического регулирования содержит импульсный преобразователь напряжения (ШИП). Регулируемой величиной является выходное напряжение импульсного преобразователя. В ветроэнергетической установке предусмотрен автоматический регулятор мощности, состоящий из нелинейного элемента, который согласно измеренному значению скорости ветра выдает задание на максимальную мощность, усилителя и датчика мощности, включенного в обратную связь по регулируемой величине. Сигнал задания на напряжение импульсного преобразователя формируется с учетом задания на максимальную мощность. Датчик напряжения включен в обратную связь по напряжению импульсного преобразователя. Управляющее воздействие приложено ко входу импульсного преобразователя. К объекту регулирования приложены возмущающие воздействия: напряжение с выхода выпрямителя и сопротивление нагрузки. 1 ил.
Description
Решение относится к электротехнике и предназначено для использования в установках выработки электрической энергии с постоянными выходными параметрами.
В настоящее время работа ветроэнергетических установок с максимальной эффективностью в условиях регионов с частыми и высокими пульсациями потоков ветра осложняется вопросами стабилизации выходных параметров и времени реакции системы на возмущения.
Известны аналогичные системы, использующие в своей работе схожие алгоритмы (патент РФ №81609, МПК H02P 9/00, 2008 г.), содержащие нерегулируемый магнитоэлектрический генератор, который приводится во вращение валом двигателя с переменной скоростью вращения, пропорционально которой изменяется частота и напряжение на выходе генератора. Стабилизация выходного напряжения генератора осуществляется путем его подгрузки реактивным током, формируемым регулируемым источником реактивного тока. Недостатками являются высокая погрешность в работе и величина накапливаемой ошибки, низкое быстродействие, а также крупные массогабаритные показатели.
Известны аналогичные системы, использующие в своей работе схожие алгоритмы (патент РФ №113096, МПК H02P 9/00, H02P 9/04, 2011 г.), содержащие импульсный преобразователь, позволяющий производить отбор оптимальной мощности генератора ветроэнергетической установки, и интеллектуальный регулятор мощности (контроллер) с несколькими контурами обратной связи: по частоте вращения ротора генератора и по отдаваемой электрической мощности. Недостатками являются сложное устройство системы управления и массогабаритные показатели.
Известны аналогичные системы, использующие в своей работе схожие алгоритмы (патент РФ №115134, МПК H02P 9/00, H02P 9/44, 2011 г.), содержащие магнитоэлектрический генератор, приводящийся во вращение валом первичного двигателя с изменяющейся скоростью, пропорционально которой изменяется частота и напряжение на выходе генератора. Стабилизация выходного напряжения генератора на выходе рабочих обмоток осуществляется за счет увеличения размагничивающего тока и противоЭДС, создаваемых дополнительной обмоткой при увеличении скорости первичного двигателя. Ток дополнительной обмотки регулируется управляемым короткозамыкателем и определяется сигналом с выхода узла сравнения напряжения нагрузки с его заданным значением, определяемым узлом задания. Недостатками являются сложная система обмоток, увеличение вследствие этого массогабаритных показателей.
Однако в этих системах применяется воздействие на обмотки генератора, либо применение сложных контроллеров для управления выходными параметрами системы.
Наиболее близкая система к заявленному решению, и которая может быть принята в качестве прототипа, представлена в патенте на полезную модель РФ №81609, МПК H02P 9/00, 2008 г.
Данное решение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании источников электроэнергии, выполненных на основе механоэлектрических систем генерирования. Нерегулируемый магнитоэлектрический генератор 1 приводится во вращение валом двигателя 2 с переменной скоростью вращения, пропорционально которой изменяется частота и напряжение на выходе генератора. Потребители электроэнергии 7 рассчитаны на стабильное напряжение переменного тока нестабильной частоты. Стабилизация выходного напряжения генератора осуществляется путем его подгрузки реактивным током, формируемым регулируемым источником реактивного тока 4. Величина реактивного тока определяется величиной сигнала регулирования, поступающего с выхода узла сравнения 3 выходного напряжения генератора и заданного. В случае превышения выходным напряжением генератора 1 заданного уровня реактивный ток формируют отстающим от него по фазе, а в случае снижения - опережающим.
Однако данная система имеет высокую погрешность в работе и величину накапливаемой ошибки, низкое быстродействие, а также имеет крупные массогабаритные показатели. Поэтому для устранения перечисленных недостатков необходимо ввести дополнительную обратную связь и сменить способ формирования сигнала на задание.
Решаемая задача - стабилизация выходных параметров системы, уменьшение ошибки и увеличение скорости работы системы.
Технический результат - поддержание максимальной выходной мощности при изменяющихся первичных скоростях, увеличение точности и быстродействия системы.
Этот технический результат достигается тем, что в системе генерирования стабильного напряжения переменного тока, содержащей подключенный к выходу магнитоэлектрический генератор с возбуждением от постоянных магнитов, выходные выводы которого, предназначенные для подключения потребителя стабильного напряжения переменной частоты, подключены к одному из входов узла сравнения, второй вход которого присоединен к источнику заданного напряжения, дополнительно введен импульсный преобразователь напряжения (ШИП) и предусмотрен автоматический регулятор мощности, состоящий из нелинейного элемента, который согласно измеренному значению скорости ветра выдает задание на максимальную мощность; усилителя и датчика мощности, включенного в обратную связь по регулируемой величине, а также датчика напряжения, включенного в обратную связь по напряжению импульсного преобразователя.
На фиг. 1 представлена схема ветроэнергетической установки с системой автоматического регулирования, которая состоит из следующих элементов: ветроколесо 1, синхронный генератор 2, фильтр 3, преобразователь частоты 4, датчик скорости ветра со встроенным усилителем выходного сигнала ДВ 5, нелинейный элемент 6, автоматический регулятор мощности 7, датчик мощности со встроенным усилителем выходного сигнала 8, датчик напряжения со встроенным усилителем выходного сигнала 9, регулятор напряжения РН 10, сигнал задания частоты 11, нагрузка 12.
Установка работает следующим образом: ветроколесо 1 приводится во вращение потоками ветра с переменной скоростью вращения, которое в свою очередь приводит во вращение синхронный генератор 2. Затем нестабильные выходные параметры подаются на фильтр 3 и преобразователь частоты 4. Согласно измеренному с помощью датчика скорости ветра со встроенным усилителем выходного сигнала ДВ 5 значению скорости ветра и переданному в нелинейный элемент 6, автоматический регулятор мощности 7, суммируя сигналы с датчика мощности со встроенным усилителем выходного сигнала 8, включенного в обратную связь по регулируемой величине и ДВ 5, выдает сигнал задания на напряжение импульсного преобразователя Uзн. Датчик напряжения со встроенным усилителем выходного сигнала 9 включен в обратную связь по напряжению импульсного преобразователя. Суммирование сигналов и формирует в РН 10 напряжение управления Uу, подаваемое на вход импульсного преобразователя. С учетом сигнала задания частоты 11 и системы обратных связей и формируются выходные параметры, затем поступающие в нагрузку 12.
Таким образом, решение позволяет поддерживать максимальную выходную мощность при изменяющихся первичных скоростях. В результате ее работы происходит увеличение точности и быстродействия системы, при простоте используемой системы обратных связей.
Claims (1)
- Ветроэнергетическая установка с системой автоматического регулирования, состоящая из системы генерирования стабильного напряжения переменного тока, содержащей подключенный к выходу магнитоэлектрический генератор с возбуждением от постоянных магнитов, выходные выводы которого, предназначенные для подключения потребителя стабильного напряжения переменной частоты, подключены к одному из входов узла сравнения, второй вход которого присоединен к источнику заданного напряжения, отличающаяся тем, что введены импульсный преобразователь напряжения (ШИП) и предусмотрен автоматический регулятор мощности, состоящий из нелинейного элемента, который согласно измеренному значению скорости ветра выдает задание на максимальную мощность; усилитель и датчик мощности, включенный в обратную связь по регулируемой величине, а также усилитель и датчик напряжения, включенный в обратную связь по напряжению импульсного преобразователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136142/07A RU2595643C2 (ru) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Ветроэнергетическая установка с системой автоматического регулирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136142/07A RU2595643C2 (ru) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Ветроэнергетическая установка с системой автоматического регулирования |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014136142A RU2014136142A (ru) | 2016-03-27 |
RU2595643C2 true RU2595643C2 (ru) | 2016-08-27 |
Family
ID=55638550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014136142/07A RU2595643C2 (ru) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Ветроэнергетическая установка с системой автоматического регулирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2595643C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1222390A2 (en) * | 1999-10-07 | 2002-07-17 | Vestas Wind Systems A/S | Wind power plant |
RU2306663C1 (ru) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Способ управления ветроэлектрической установкой |
WO2009082326A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-02 | 2-B Energy Holding B.V. | Method, system and device for controlling wind power plants |
RU2443903C2 (ru) * | 2010-05-12 | 2012-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Устройство стабилизации напряжения и частоты ветроэнергетической установки |
RU115134U1 (ru) * | 2011-07-08 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Система стабилизации напряжения переменного тока |
-
2014
- 2014-09-04 RU RU2014136142/07A patent/RU2595643C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1222390A2 (en) * | 1999-10-07 | 2002-07-17 | Vestas Wind Systems A/S | Wind power plant |
US7068015B1 (en) * | 1999-10-07 | 2006-06-27 | Vestas Wind Systems A/S | Wind power plant having magnetic field adjustment according to rotation speed |
RU2306663C1 (ru) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Способ управления ветроэлектрической установкой |
WO2009082326A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-02 | 2-B Energy Holding B.V. | Method, system and device for controlling wind power plants |
RU2443903C2 (ru) * | 2010-05-12 | 2012-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Устройство стабилизации напряжения и частоты ветроэнергетической установки |
RU115134U1 (ru) * | 2011-07-08 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Система стабилизации напряжения переменного тока |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU 81609 U1, (20.03.2009. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014136142A (ru) | 2016-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2635556C2 (ru) | Способ ввода электрической мощности в электрическую сеть электроснабжения | |
Nakamura et al. | High-efficiency drive due to power factor control of a permanent magnet synchronous motor | |
US9856857B2 (en) | Method and relevant system for converting mechanical energy from a generator actuated by a turbine into electric energy | |
CN103346719A (zh) | 一种消除发电机间低频振荡的方法和*** | |
CN108474349B (zh) | 调整风力涡轮机取力器的方法 | |
RU2599983C2 (ru) | Способ управления работой блока питания энергией и контроллер для блока питания | |
Nanaware et al. | Modeling of hydraulic turbine and governor for dynamic studies of HPP | |
CN109039180A (zh) | 双馈感应发电机并网过程的分数阶控制方法 | |
CA3000991C (en) | Method and system for adjusting wind turbine power take-off | |
RU2606643C1 (ru) | Способ управления автономным асинхронным генератором | |
US9419556B2 (en) | Method and arrangement for operating a pump | |
CN103762925B (zh) | 采用免疫算法的永磁同步电机的h∞转速估计方法 | |
RU2595643C2 (ru) | Ветроэнергетическая установка с системой автоматического регулирования | |
KR101564321B1 (ko) | 발전기의 발전 방법 및 시스템 | |
CN205374628U (zh) | 一种励磁调节器性能检测装置及励磁检测*** | |
Bhagwatkar et al. | Automatic closed loop speed control of DC motor | |
CN103997048B (zh) | 用于抑制低频振荡的电网调控方法和*** | |
Borkowski | Laboratory model of small hydropower plant with variable speed operation | |
RU130639U1 (ru) | Низконапорная гидроэлектростанция | |
RU154540U1 (ru) | Система стабилизации выходного напряжения магнитоэлектрического синхронного генератора для автономных объектов | |
RU2554107C1 (ru) | Способ и система управления электродвигателем вращения антенны рлс | |
Zhao et al. | The simulation study based on the space vector modulation method for PMSM control system | |
RU113096U1 (ru) | Регулятор-контроллер отбора мощности генератора ветроэнергетической установки | |
RU2210854C2 (ru) | Ветроэлектрическая установка | |
Barara et al. | General study of self excited induction generator use in isolated renewable energy conversion source |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161107 |