Ветроэлектрическая установка

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является увеличение выработки электроэнергии в условиях изменения скорости ветра. Ветроэлектрическая установка состоит из генератора переменного тока 2 с датчиком момента 10 на валу, узла выпрямления и фильтрации 11, датчика частоты вращения 5, функционального преобразователя 6, реализующего кубическую зависимость, блока деления 13, интегратора 8, датчика активной мощности 9. Изобретение позволяет увеличить выработку электроэнергии за счет организации оптимальных законов регулирования в переходных режимах работы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1515331 А1 (51)4 Н 02 Р 9/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ACHT СССР

К ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является увеличение выработки электроэнергии в условиях изменения скорости ветра. Ветроэлектрическая установка состоит из генератора тока 2 с датчиком момента 10 на валу, узла выпрямления и фильтрации 11, датчика частоты вращения 5, функционального преобразователя 6, реализующего кубическую зависимость, блока деления 13, интегратора 8, датчика активной мощности 9. Изобретение позволяет увеличить выработку электроэнергии за счет организации оптимальных законов регулирования в переходных режимах работы, 1 ил. (21) 423889 1/24-07 (22) 10.04.87 (46) 15.10.89. Бюл, В 38 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И.Г. Есьмана (72) P.È. Мустафаев, Ю.M. Курдюков, Б.А. Листенгартен и В.Г. Ледаков (53) 621.548.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1163457, кл. Н 02 P 9/10, 1983.

Buchring J.Ê., Frerus L.L.

Control policies for wind — energy

conversion systems. — IEE. Proc., Generation, transmission and distribution. vol. 128, Pt.С, 1981, September, У 5, рр. 253-261. (54) ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3 151 53

Изобретение относится к электротехнике, в частности к ветроэнергетическим установкам с переменной частотой вращения вала ветродвигателя, Целью изобретения является увеличе5 ние выработки электроэнергии в условиях изменения скорости ветра °

На чертеже представлена блок-схема ветроэлектрической установки.

Ветроэлектрическая установка содержит зетродвигатель 1,". вал которогб механически соединен с валом генератора 2 переменного тока, тиристорный выпрямитель 3, вход которого соединен с якорной обмоткой генератора

2 переменного тока, а выход подключен к нагрузке 4, датчик 5 частоты вращения ветродвигателя, выходом подключенный к входу функционально- 20 го преобразователя 6, реализующего кубическую зависимость, выход которого соединен с вычитающим первым входом первого сумматора 7, выходом связанного с входом интегратора 8, 25

Датчик 9 активной мощности нагрузки генератора выходом соединен с сумми, рующим вторым входом первого сумматора 7. Установка содержит также датчик 10 момента, узел 11 выпрямления и фильтрации, второй сумматор 12, блок 13 деления и третий сумматор 14.

Выход датчика 10 момента подключен через узел 11 выпрямпения и фильтрации к суммирующему первому входу второго сумматора 12, вход делимого блока 13 деления подключен к выходу датчика 9 активной мощности нагрузки генератора, вход делителя блока 13 деления подключен к выходу датчика 4О

5 частоты вращения ветродвигателя, а выход блока 13 деления присоединен к вычитающему второму входу второго сумматора 12, выход которого подключен к суммирующему первому входу 45 третьего сумматора 14 к вычитающему второму входу которого подключен выход интегратора 8, а выход третьего сумматора 14 связан с управляющим входом тиристорного выпрямителя 3 ° 50

Устройство работает следующим образом.

При установившемся значении скорости ветра V ветродвигатель 1 вращаВ ет с частотой М генератор переменного тока 2, который через тиристорный выпрямитель 3 отдает в нагрузку 4 активную мощность Р. Датчик 5 частоTbl вращения ветродвигателя выдает на

31

4 вход функционального преобразователя 6 сигнал U пропорциональный частоте вращения вала ветродвигателя 1. Выходной сигнал Up„„„, функционального преобразователя 6 сравнивается в первом сумматоре 7 с выходным сигналом Up датчика 9 активной мощности нагрузки. В установившемся реU> мс,кс= U<, нал dU на выходе первого сумматора 7 равен нулю. В установившемся режиме работы установки при постоянной скорости ветра V и постоянЬ ной частоте вращения вала ветродвига теля ы на выходе узла 11 выпрямления и фильтрации устанавливается сигнал, пропорциональный моменту на валу ветродвигателя 1. На выходе блока 13 деления устанавливается сигнал

U пропорциональный моменту генератора переменного тока 2, так как

Up» Р

U д U (4 г

В установившемся режиме работы . момент ветродвигателя M равен моменту генератора переменного тока И,-„, следовательно, U = Ц„„ и сигнал U „,g на выходе второго сумматора 12 равен нулю. На управляющий вход тиристорного выпрямителя 3 с выхода третьего сумматора 14 поступает сигнал U>= Uz, который определяет установившееся . начение угла управления тнристорами выпрямителя 3 в установившемся ре,жиме .

Пусть скорость ветра V увеличилась от V, до V при этом момент на валу ветродвигателя 1 увеличивается от значения Мад, до М, что приводит к увеличению сигнала Й„на выходе узла 11 выпрямления и фильтрации. Мощность P и частота вращения генератора ы, а следовательно, и момент генератора М, в первый момент времени увеличения скорости ветра не изменяются, соответственно, не изменяются пройорциональные им сигналы

U q и U<, а следовательно, и пропорциональный моменту генератора М, сигнал U . На выходе второго сумматора

12 возникает сигнал U „, пропорциональный избыточному моменту M . В выходном напряжении третьего сумматора 14 U появляется составляющая Uð, способствующая увеличению угла управления тиристорами выпрямителя 3 и, следовательно, уменьшению момента формула изобретения

Составитель А. Бабак

Техред А.Кравчук

Редактор Л. Веселовская

Корректор М. Васильева

Заказ 6291/54 Тираж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óìãîðoä, ул. Гагарина,101

5 15153 генератора М, что приводит к более быстрому увеличению частоты вращения вала ветродвигателя 1 вслед за увеличением скорости ветра. При появле- . нии приращения частоты вращения вала ветродвигателя 1 изменяются значения сигналов на выходе функционального преобразователя 6 и датчика 9 активной мощности нагрузки. Разность этих сиг- 10 налов АО с выхода первого сумматора 7 воздействует на интегратор 8 таким образом, что его выходное напряжение изменяет угол управления тиристорами выпрямителя 3 в сторону уменьшения.

По мере увеличения частоты вращения вала ветродвигателя 1 момент генератора растет, и при достижении нового установившегося значения частоты вращения сигнал на выходе второго сумма- 2О тора 12 становится равным нулю. Новое установившееся значение угла управления тиристорами выпрямителя 3 определяется значением сигнала Уц, на выходе интегратора 8 при равенстве 25 сигналов на его входе.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить выработку электроэнергии в условиях изменения скорости ветра за счет организации оптимальных 3О законов регулирования в переходных режимах работы.

Ветроэлектрическая установка, со35 держащая ветродвигатель, вал которого механически соединен с валом генератора переменного тока, тиристорный

31 6 выпрямитель, вход которого соединен c„ якорной обмоткой генератора переменного тока, а выход подключен к выводам для подключения нагрузки, датчик частоты вращения ветродвигателя, выходом подключенный к входу функционального преобразователя, реализующего кубическую зависимость, выход которого соединен с вычитающим первым входом первого сумматора, выходом связанного с входом интегратора, и датчик активной мощности нагрузки генератора, соединенный выходом с суммирующим вторым входом первого сумматора, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выработки электроэнергии в условиях изменения скорости ветра, в нее дополнительно введены датчик момента, узел выпрямпения и фильтрации, второй сумматор, блок деления и третий сумматор, причем выход датчика момента подключен через узел выпрямпения и фильтрации к суммирующему первому входу второго сумматора, вход делимого блока деления подключен к выходу датчика активной мощности нагрузки генератора, вход делителя блока деления подключен к выходу датчика частоты вращения ветродвигателя, а выход блока деления присоединен к вычитающему второму входу второго сумматора, выход которого подключен к суммирующему первому входу третьего сумматора, к вычитающему второму входу которого подключен выход интегратора, а выход третьего сумматора связан с управляющим входом тиристорного выпрямителя.