Реализация управления ветроэлектрической установкой на базе учета вибрационной нагруженности привода при разных условиях эксплуатации энергоагрегата

Аннотация

Обоснована необходимость описания математической модели производства электроэнергии, учитывающей не только ветровую нагрузку, но и нагруженность привода при разных режимах эксплуатации энергоагрегата в условиях реализации управления программным путем, что способствует улучшению показателей надежности составляющих частей современных ветрогенераторов. Решена задача уточнения математической зависимости угловой скорости ротора генератора от скорости ветра, угла положения лопасти и величины потребляемой электроэнергии, которая обеспечивает требуемый диапазон скорости ветра в пределах 5-20 м/с, вариацию угла положения лопасти в пределах от 0 до 2 % при изменении тока обмотки ротора генератора, что не превышает пределы допустимой погрешности (2 %), а также учитывает параметры, влияющие на стабильность напряжения асинхронного генератора: индуктивное сопротивление, приведенное индуктивное сопротивление; активное сопротивление фазы обмотки статора, приведенное активное сопротивление фазы обмотки статора. Обоснована необходимость исследований управления нестационарными режимами работы ветроэлектрических агрегатов в условиях изменения высоты измерения скорости ветра, что может привести к искажению результатов выходных управляемых параметров, обусловленных большой погрешностью измеренных метеорологических значений, а следовательно, негативно повлиять на вибрационную нагрузку энергоагрегата. Произведенный анализ исследований относительно изменения высоты измерения скорости ветра для ветротурбины USW56-100 показал, что измеренная скорость ветра на высоте 10 м, которая ниже высоты расположения энергоагрегата на 14 м отличается от реальной скорости ветра на 1 м/с в меньшую сторону, что приводит к повышению погрешности между фактической и номинальной угловой скоростью ротора ветротурбины от 3 до 17 %, что превышает пределы допустимой погрешности (2 %) и порождает вибрационную нагруженность привода энергоагрегата, а следовательно, требует учета, изменения высоты измерения скорости ветра с помощью степенного закона профиля.