ТРЕБОВАНИЯ К ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОМУ РЕГУЛЯТОРУ НАПРЯЖЕНИЯ В ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ

REQUIREMENTS FOR AN INTELLIGENT VOLTAGE REGULATOR IN A WIND POWER PLANT

Alina Shestukhina

student, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются требования к интеллектуальному регулятору напряжения в ветроэнергетической установке.

ABSTRACT

The article discusses the requirements for an intelligent voltage regulator in a wind power plant.

Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, регулятор мощности, интеллектуализация.

Keywords: wind power plant, power regulator, intellectualization.

Общие требования, относящиеся к интеллектуальному регулятору ветроэнергетической установки:

• управление распределением энергии, которая вырабатывается от генератора для заряда аккумуляторных батарей и питания нагрузки;
• выбор оптимальных рабочих режимов забора мощности от генератора, основываясь на измерении внешних параметров (располагаемой мощности, мощности нагрузки, ток заряда аккумуляторной батареи и др.);
• определение выхода параметров за пределы безопасных режимов и отключение генератора, переводя преобразователь в режим защиты;
• обеспечение заряда аккумуляторных батарей в режиме постоянного напряжения с ограничением тока заряда при условии наличия достаточной или лишней генерируемой мощности;
• предотвращение переразряда аккумулятора.

Схема регулятора разрабатывается на основе программируемого микроконтроллера. Для диагностики, настройки и программирования регулятора имеет интерфейс RS-232, RS-485.

Программирование заключается в следующих действиях:

• необходимо установить программное обеспечение;
• выбрать и настроить необходимые функциональные блоки (генератор, аккумуляторные батареи, инвертор и вспомогательные блоки для оптимальной работы системы);
• соединить функциональные блоки между собой;
• протестировать программу в режиме эмуляции, далее загрузить программу в программируемый регулятор.

Интеллектуальный регулятор может быть построен по схеме понижающего или повышающего (или иного) импульсного регулятора, с несколькими контурами обратной связи.

Измеряемые параметры для обеспечения оптимального алгоритма регулирования электрической мощности ветроэнергетической установки:

• напряжение и ток на аккумуляторной батарее;
• напряжение и ток действующей нагрузки;
• частота тока и напряжение в фазе генератора.

Алгоритм регулирования мощности, отбираемой от генератора ветроэнергетической установки:

1. Определение обладаемой мощности, используя таблицу мощностей ротора и частоту вращения ротора.

2. Измерение напряжения и тока в цепи нагрузки, расчет мгновенной потребляемой мощности.

3. Определение наибольшей допустимой мощности зарядки аккумуляторной батареи, используя наибольшего допустимого тока и напряжения зарядки батареи.

4. Измерение частоты тока в фазе генератора и расчет частоты вращения ротора ветроколеса.

5. Расчет суммарной требуемой мощности для данного момента времени.

6. С помощью цифровых потенциометров в цепях обратных связей регулятора можно обеспечить прямое задание управляющего кода, основываясь на предыдущих расчетах. Для ветроэнергетической установки управляющим кодом является действующая отбираемая мощность от ветрогенератора.

7. Сравнение требуемой и допустимой мощностей и определение наименьшей из них.

Математическая модель системы регулирования ветрогенратора представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Модель ветрогенератора с интеллектуальным регулятором

Список литературы:

1. Кирпичников И.М., Соломин Е.В. Ветроэнергетические установки. Расчет компонентов: учебное пособие. – Челябинск: ЮУрГУ, 2013. – 83 с.
2. Утляков Г.Н., Валеев А.Р., Асадуллин В.М. Разработка и исследование интеллектуальных систем регулирования напряжения бесконтактных синхронных генераторов // Вестник УГАТУ. – 2008. – Т.10, №1(26). – С.174 – 179.
3. https://www.compel.ru/lib/ne/2010/3/6-tsifrovyie-potentsiometryi-kompanii-on-semiconductor (дата обращения: 03.05.22)