Автономные ветроэнергоустановки с оптимальным управлением в условиях образования льда на лопастях ветроколеса в составе ветроэлектростанции

Владимир Иосифович Буяльский; Борис Анатольевич Якимович

doi:10.22213/2410-9304-2025-1-34-39

Авторы

В. И. Буяльский Государственное автономное образовательное учреждение профессионального образования «Институт развития образования»
Б. А. Якимович Севастопольский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2025-1-34-39

Ключевые слова:

система управления, автоматизация, компьютерная программа, оценка времени, ветротурбина, оптимизация

Аннотация

На основе проведенного анализа управления автономным ветроэлектрическим агрегатом с заблаговременной установкой лопастей на требуемый угол в соответствии с оценкой времени включения двигателя привода питча и учета образования льда на лопастях ветроколеса, направленного на минимизацию времени переходного процесса регулирования фазного напряжения генератора ветротурбины, что способствует повышению качества процесса самовозбуждения асинхронного генератора в условиях неполной информации о характеристиках скорости ветра и электрической нагрузки и учета параметров индуктивного сопротивления x1, приведенного индуктивного сопротивления x′2, активного сопротивления фазы обмотки статора r1, приведенного активного сопротивления фазы обмотки статора r′2, существенно изменяющихся во времени, установлен критерий разграничения времени доступа к устройству изменения положения лопастей со стороны предложенного и основного методов выработки управляющих воздействий. Разработан программный модуль автоматизации управления автономной ветроэнергетической установкой в составе ветроэлектростанции, обеспечивающий своевременную подготовку системы к внешним возмущающим воздействиям с учетом образования льда на лопастях ветроколеса при разных режимах эксплуатации энергоагрегата, из которого следует, что эффективность применения предложенного управления в зимнее время для исключения запаздывания выработки управляющих воздействий может быть осуществимо при скорости ветра от 13 м/с и выше. Усовершенствован программный комплекс управления ветроэлектрической установкой в составе ветроэлектростанции на основе режимности работы энергоагрегата: «Автономное управление. Летний режим», «Энергосистемное управление. Летний режим» - процесс производства электроэнергии при благоприятных природных условиях; «Автономное управление. Зимний режим», «Энергосистемное управление. Зимний режим» - процесс производства электроэнергии в условиях образования льда на лопастях ветроколеса.

Биографии авторов

В. И. Буяльский, Государственное автономное образовательное учреждение профессионального образования «Институт развития образования»

кандидат технических наук

Б. А. Якимович, Севастопольский государственный университет

доктор технических наук, профессор

Библиографические ссылки

Буяльский В. И., Якимович Б. А. Автономные ветроэнергоустановки с оптимальным управлением в составе ветроэлектростанции // Интеллектуальные системы в производстве. 2023. Т. 21, № 3. С. 48-53. DOI: 10.22213/2410-9304-2023-3-48-53.

Буяльский В. И. Методы повышения эффективности автономной ветроэлектрической установки с программным управлением // Интеллектуальные системы в производстве. 2023. Т. 21, № 2. С. 49-57. DOI: 10.22213/2410-9304-2023-2-49-57.

Буяльский В. И. Методы повышения эффективности ветроэлектрической установки в условиях образования льда на лопастях ветроколеса // Интеллектуальные системы в производстве. 2023. Т. 21, № 4. С. 42-46. DOI: 10.22213/2410-9304-2023-4-42-46.

Горячев С. В., Смолякова А. А. Проблемы и перспективы ветроэнергетических систем в России // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. № 5 (119). С. 37-41.

Нечаев И. С., Шонина Д. Е. Особенности и проблемы развития ветровой энергетики // Молодой ученый. 2019. № 15 (253). С. 44-46.

Пионкевич В. А. Следящие системы автоматического управления напряжением асинхронного генератора и перспективы их развития // Вестник ИрГТУ. 2016. № 2 (109). С. 81-86.

Wei K, Yang Y, Zuo H, et al. A review on ice detection technology and ice elimination technology for wind turbine. Wind Energy. 2020. No. 23 (3). Pp. 433-457.

Qin Hongwu, Li Xinze, Chye En Un, Voronin V. V. Research on the mechanism of wind turbine blades ice coating and anti-icing methods // Вестник ТОГУ. 2021. № 2 (61). С. 53-60.

Vijayalaxmi B., Bheema K. Individual Pitch Control of Variable Speed Wind Turbines Using Fuzzy Logic with DFIG // International Journal of research in advanced engineering technologies. 2016. No. 5. Pp. 45-52.

Balamurugan N., Selvaperumal S.Intelligent controller for speed control of three phase induction motor using indirect vector control method in marine applications // Indian journal of Geo Marine Sciences. 2018. No. 47. Pp.1068-1074.

Emadifar R., Tohidi D., Eldoromi M. Controlling Variable Speed Wind Turbines Which Have Doubly Fed Induction Generator by Using of Internal Model Control Method // International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering. 2016. No. 5. Pp. 3464-3471.

Пионкевич В. А. Математическое моделирование ветротурбины для ветроэнергетической установки с асинхронным генератором методом частотных скоростных характеристик // Вестник ИрГТУ. 2016. № 3. С. 83-88.

Многоагрегатная ветроэнергетическая установка для районов с низким ветровым потенциалом / С. С. Доржиев, Е. Г. Базарова, В. В. Пилипков, М. И. Розенблюм // Агротехника и энергообеспечение. 2021. № 2 (31). С. 45-52.

Серебряков Р. А. Теоретические основы математического моделирования вихревой ветроэнергетической установки // Точная наука. 2021. № 110. С. 23-30.

Серебряков Р. А. Перспективы развития ветроэнергетики // Точная наука. 2021. № 110. С. 2-13.