Методы повышения эффективности автономной ветроэлектрической установки с программным управлением

В И Буяльский

doi:10.22213/2410-9304-2023-2-49-57

Авторы

В. И. Буяльский Севастопольский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-2-49-57

Ключевые слова:

система управления, самовозбуждение, напряжение, переходный процесс, автономная ветротурбина, автоматизация

Аннотация

Произведено обоснование актуальности способа эффективного автоматизированного управления автономной ветроэлектрической установкой на основе обратной связи по напряжению и учету параметров индуктивного сопротивления x 1 , приведенного индуктивного сопротивления x′ 2 , активного сопротивления фазы обмотки статора r 1 , приведенного активного сопротивления фазы обмотки статора r′ 2 , при разных условиях эксплуатации энергоагрегата, направленного на минимизацию времени переходного процесса регулирования фазного напряжения генератора ветротурбины, что способствует обеспечению повышения качества процесса самовозбуждения и улучшению показателей надежности электроснабжения основного управления в условиях неполной информации о характеристиках метеорологических и электроэнергетических условий, существенно изменяющихся во времени. Сделан обзор основных способов управления автономными ветроэлектрическими установками, который показал их отрицательные стороны, такие как низкое быстродействие и надежность при эксплуатации, отсутствие обеспечения необходимого качества регулирования напряжения, искажение реактивного тока возбуждения, что приводит к искажению синусоидальности формы кривой напряжения асинхронного генератора, а также не обеспечивает либо релейной защиты либо автоматического выключателя и автоматизации управления режимом работы. Составлено дифференциальное уравнение угловой скорости ротора ветроэнергоустановки. Построены передаточные функции динамических звеньев для автоматического регулирования фазного напряжения генератора ветротурбины с учетом влияния скорости ветра, тока обмотки ротора, индуктивного сопротивления, приведенного индуктивного сопротивления, активного сопротивления фазы обмотки статора, приведенного активного сопротивления фазы обмотки статора. Построена структурная схема, имитационная модель и графики переходных процессов с нулевым и ненулевым запаздыванием, что обеспечило возможность выявить негативное влияние запаздывания принятия управляющих решений на стабильность фазного напряжения генератора ветроэнергоустановки и для устранения такого фактора установить способ своевременной подготовки системы к внешним возмущающим воздействиям .

Биография автора

В. И. Буяльский, Севастопольский государственный университет

кандидат технических наук

Библиографические ссылки

Буяльский В. И. Методика для устранения запаздывания включения устройства разворота лопастей ветротурбины // Энергетик. 2014. № 5. С. 33-35.

Крутов В. И. Основы теории автоматического регулирования. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1984. 348 с.

Буяльский В. И. Методы повышения эффективности управления ветроэлектрической установкой на базе учета вибрационной нагруженности привода при разных условиях эксплуатации энергоагрегата // Интеллектуальные системы в производстве. 2021. Т. 19, № 3. С. 74-81. DOI: 10.22213/2410-9304-2021-3-74-81.

Буяльский В. И. Реализация управления ветроэлектрической установкой на базе учета вибрационной нагруженности привода при разных условиях эксплуатации энергоагрегата // Интеллектуальные системы в производстве. 2022. Т. 20, № 4. С. 56-63. DOI: 10.22213/2410-9304-2022-4-56-63.

Кривцов В. С., Олейников А. М., Яковлев А. И. Неисчерпаемая энергия. Ветроэнергетика: учебник. Книга 2. Харьков: Национальный аэрокосмический университет "Харьковский авиационный институт"; Севастополь: Севастопольский национальный технический университет, 2004. 519 с.

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

Haiying D., Lixia Y., Guohan Y., Hongwei L. Wind Turbine Active Power Control Based on Multi-Model Adaptive Control // International Journal of Control and Automation. 2015. No. 8. Pp. 273-284.

Subbaian V., Sasidhar S. Maximum energy capture of variable speed variable pitch wind turbine by using RBF neural network and fuzzy logic control // International Research Journal of Engineering and Technology. 2015. No. 2. Pp. 493-500.

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.