Czasopismo | WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE | Rocznik 2016 - zeszyt 1

Zintegrowane sterowniki małych elektrowni wiatrowych

10.15199/74.2016.1.1

nr katalogowy: 96039
10.15199/74.2016.1.1

Silniki wiatrowe małych elektrowni wiatrowych o mocach poniżej 10 kW są pozbawione zwykle jakichkolwiek regulatorów mechanicznych, wpływających na wielkość wytwarzanej przez nie mocy, poza ewentualnie elementami ustawiającymi w sposób pasywny wirnik silnika o poziomej osi obrotu w kierunku do wiatru. Nie są też one wyposażane w urządzenia do pomiaru prędkości i kierunku wiatru (anemometry). Dlatego zintegrowany sterownik małej elektrowni wiatrowej musi realizować zarówno podstawowe zadanie, polegające na dostosowaniu parametrów energii elektrycznej, produkowanej przez prądnicę zainstalowaną w elektrowni do wymagań zasilanych przez nią odbiorników lub do wymagań zewnętrznej sieci elektroenergetycznej. Sterownik taki musi zapewnić stabilną pracę elektrowni przy różnych prędkościach wiatru tak, aby zapobiec rozbieganiu się turbiny przy rosnącej prędkości wiatru lub jej zatrzymaniu przy malejącej prędkości wiatru. Musi również zapewnić maksymalne wykorzystanie mocy silnika wiatrowego. Działanie sterownika polega na odpowiedniej zmianie obciążenia prądnicy zainstalowanej w elektrowni przez jej zintegrowany sterownik (load control). Moc tego obciążenia zależy wyłącznie od prędkości wiatru i musi być odebrana z prądnicy elektrowni niezależnie od wielkości poboru mocy z całej elektrowni. Wymagania stawiane elektrowniom i sterownikom elektrowni są przedmiotem treści kilku norm [4, 21, 22]. W artykule skupiono się na wymaganiach dotyczących prądnicy i części silnoprądowych sterownika oraz związanych z nimi układów automatyki i sterowania. Parametry silników wiatrowych Strumień powietrza, opływając elementy wirnika silnika powietrznego, wytraca swą prędkość oddając silnikowi wiatrowemu część swojej energii kinetycznej. Moc silnika wiatrowego Pwt można wyrazić zależnością [11, 26] Pwt = Cp Pw (1) gdzie: Cp - współczynnik mocy silnika wiatrowego, Pw - moc zawarta w strumieniu wiatru. W ogólnym przypadku wartość współczynnika Cp nie jes[...]

Bibliografia

[1] A ner M., Nowicki E., Wood D. 2012. Recent Advances in Converters and Control Systems for Grid-Connected Small Wind Turbines. W Advances in Wind Power. In- Tech, DOI : 10.5772/3376.
[2] C hakraborty S., Simões M.G., Kramer W.E. 2013. Power Electronics for Renewable and Distributed Energy Systems. A S ourcebook of Topologies, Control and Integration. London: Springer-Verlag.
[3] C hapman S.J. 2005. Electric Machinery Fundamentals. 4th Ed. New York: McGraw-Hill.
[4] DIN VDE V 0126-1-1 VDE V 0126-1-1:2013-08 Selbsttätige Schaltstelle zwischen einer netzparallelen Eigenerzeugungsanlage und dem öffentlichen Niederspannungsnetz (Automatic disconnection device between a generator and the public low-voltage grid).
[5] E ltamaly A.M., Alolah A.I., Farh H.M. 2013. Maximum Power Extraction from UtilityInterfaced Wind Turbines. W New Developments in Renewable Energy. Publisher: InTech, DOI : 10.5772/45849.
[6] Flaga A. 2008. Inżynieria wiatrowa - podstawy i zastosowania. Warszawa: Wydawnictwo Arkady.
[7] Flaga A. 2012. Siłownie wiatrowe. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej.
[8] Gitano-Briggs H. 2010. Small Wind Turbine Power Controllers. W Wind Power. Publisher: InTech, DOI : 10.5772/45598.
[9] Hau E. 2006. Wind Turbines Fundamentals: Technologies, Application, Economics. 2nd Edition. Berlin, Heidelberg: SpringerVerlag.
[10] Huleihil M., Mazor G. 2012. Wind Turbine Power: The Betz Limit and Beyond. W A dvances in Wind Power. Publisher: InTech, DOI : 10.5772/3376
[11] Jastrzębska G. 2009. Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne.
[12] K oczara W., Iwanski G. 2013. Variable-Speed Power Generation. W P ower Electronics for Renewable and Distributed Energy Systems: A S ourcebook of Topologies, Control and Integration. London: SpringerVerlag.
[13] KOMEL . Instrukcja obsługi małej siłowni wiatrowej typu JSW 750-12. Pobrane z www.komel.katowice.pl
[14] L angreder W., Bade P. 2012. The Wind. W Wind Power Plants: Fundamentals, Design, Construction and Operation. Berlin - Heidelberg: Springer-Verlag, DOI 10.1007/978-3-642-22938-1.
[15] L ipiński L., Miszewski M., Żarnowski R. 2008. "IT czy TN ? Wybór układu sieci napięcia pomocniczego i przetwornicy dla pojazdów trakcyjnych 3 kV DC ". Wiadomości Elektrotechniczne (7): 22-28.
[16] M alinowski M. 2001. Sensorless Control Strategies for ThreePhase PWM Rectifiers. Ph. D. Thesis. Warsaw University of Technology, pobrane z http://icg.isep.pw.edu.pl/ pdf/phd/mariusz_malinowski.pdf.
[17] M alinowski M., Kazmierkowski M.P. 2002. Control of Three-Phase PWM Rectifiers. W P ower Electronics: Selected Problems. Elsevier Science.
[18] M ujaldi E., Forsyth T., Butterfield C.P. 1998. Soft-Stall Control versus Furling Control for Small Wind Turbine Power Regulation. Windpower’98 Bakersfield, CA . April 27-May1.
[19] N eammanee B., Sirisumrannukul S., Chatratana S. 2010. Control Strategies for Variable- speed Fixed-pitch Wind Turbines. W Wind Power. Publisher: InTech, DOI : 10.5772/45598.
[20] P iróg S. 2006. Energoelektronika. Układy o komutacji sieciowej i o komutacji własnej. Kraków: Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH.
[21] PN -EN 50438:2014-02 Wymagania dla instalacji mikrogeneracyjnych przeznaczonych do równoległego przyłączania do publicznych sieci dystrybucyjnych niskiego napięcia.
[22] PN -EN 61400-2:2008 Turbozespoły wiatrowe - Część 2: Wymagania projektowe dotyczące małych turbozespołów wiatrowych.
[23] S chröder D. 2012. Leistungselektronische Schaltungen: Funktion, Auslegung und Anwendung. 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag.
[24] S hchur I. et al. 2015. "Analysis of Methods of Electrical Load of Permanent Magnet Synchronous Generator for Small Wind Turbines". Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe (105): 75-81.
[25] S ourkounis C., Ni B. 2010. Control Methods for Variable Speed Wind Energy Converters. W Wind Power. Publisher: InTech, DOI : 10.5772/45598.
[26] S pe R., Bhomwik S. 1999. Wind Turbines. W Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering. John Wiley & Sons, Inc.
[27] T hongam J.S., Ouhrouche M. 2011. MPPT Control Methods in Wind Energy Conversion Systems. W Fundamental and Advanced Topics in Wind Power. Publisher: InTech, DOI : 10.5772/731.
[28] T unia H., Barlik R. 2003. Teoria przekształtników. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
[29] Wood D. 2011. Small Wind Turbines. Analysis, Design, and Application. Springer -Verlag London Limited.
[30] Wood D., Freere P. 2010. Stand-alone wind energy systems. W S tandalone and hybrid wind energy systems. Oxford Cambridge New Dehli: Woodhead Publishing Limited.
[31] Wu B. 2011. Power Conversion and Control of Wind Energy Systems. New Jersey: John Wiley&Sons, Inc.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 96039 "Zintegrowane sterowniki m..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - e-zeszyt (pdf) 2016-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	33.00 zł
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - e-zeszyt (pdf) 2016-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	33.00 zł
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - e-zeszyt (pdf) 2016-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	33.00 zł
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - e-zeszyt (pdf) 2016-12 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	33.00 zł

Prenumerata

WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

402.00 zł

WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - papierowa prenumerata roczna	492.00 zł brutto 455.56 zł netto 36.44 zł VAT (stawka VAT 8%)
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

534.00 zł

WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	600.00 zł brutto 555.56 zł netto 44.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

600.00 zł

Zeszyt

2016-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma