Ветроэлектрическая установка

Ветроэлектрическая установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА , содержащая ветродвигатель, механически связанный с ним синхронный генератор, якорные обмотки которого включены параллельно с электрической системой большой мощности, а обмотка возбуждения синхронного генератора, расположенная по прЬдольной оси, соединена с выходом регулятора тока возбуждения, на один из измерительных входов которого подключен выход датчика напряжения электрической системы, а на другой - измерительный вход-выход датчика коэффициента мощности генератора, регулятор шага винта ветродвигателя, на вход управления которого подключен выход датчика мсмцности генератора, отличающаяся тем, что, с целью повыщения качества вьщаваемой установкой в электрическую систему электроэнергии, нн индукторе генератора размещена дополнительная обмотка возбуждения, расположенная под углом 90 эл. град, по отношению к первой обмотке возбуждения, соединенная с выходом дополнительного сл регулятора тока возбулщения, введен датчик момента и узел вьщеления переменной составлякяцей момента, причем датчик момента установлен на вэлу электродвигателя, выход датчика момента подключен к входу узла вьщеления переменной составляющей Од момента, выход которого соединен с со измерительным входом дополнительно1 го регулятора тока возбуждения. СП 2. Установка по п. 1, 6 т л чающаяся тем, что датчик момента выполнен в вдде торсиометра индзтстивного типа, а узел вьц еления переменной составляющей момента состоит из последовательно соединенных выпрямителяс фильтром, дифференциатора и интегратора..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) H 02 р 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

rIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3647601/24-07 (22) 29.09. 83 (46) 23.06,85. Бюл. _#_I 23 (72) Р,И. Мустафаев, Г.Ю. Гусейнзаде, Б.А. Листенгартен и Ю.M. Курдюков (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И.Г. Есьмана . (53) 621:314.722.621.548(088.8) (56) Abdel-Aty Edris. Dynamic

characteristics of à wind driven

induction generator equipped with

thyristor controlled inductances

of the stator side. — Papers Presented of the Third. International simposium on wind Епегяу Systems Capenhagen, Denmark, August, 1980.

О. Wasynczuk, D.T. Мапср, Т,P.Sylliyan. Dynamic dehavior of à wind

driven class of à wind turbine generators during random wind flustuations.IEEE Transactions on Power Apparatus and sistems, чо1. PAS-100, 1981, В 6, р. 2837-2848. (54)(57) 1. ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ уСТАНОВКА, содержащая ветродвигатель, механически связанный с ним синхронный генератор, якорные обмотки которого включены параллельно с электрической системой большой мощности, а обмотка возбуждейия синхронного генератора, расположенная по прддольной оси, соединена с выходом регуля» тора тока возбуждения, на один из

„„SU„„1163457 A измерительных входов которого подключен выход датчика напряжения электрической системы, а на другой — измерительньй вход-выход датчика коэффициента мощности генератора, регулятор шага винта ветродвигатепя, на вход управления которого подключен выход датчика мощности генератора, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества выдаваемой установкой в электрическую систему электроэнергии, ив индукторе генератора размещена дополнительная обмотка возбуждения, расположенная под углом 90 эл. град. по отношению к первой обмотке возбуждения, соединенная с выходом дополнительного регулятора тока возбуждения, введен датчик момента и узел выделения переменной составляющей момента, причем датчик момента установлен на валу электродвигателя, выход датчика момента подключен, к входу узла выделения переменной составляющей момента, выход которого соединен с измерительным входом дополнительного регулятора тока возбуждения.

2. Установка по п. 1 ° о т л ич а ю щ а я с я тем, что датчик момента выполнен в виде торсиометра индуктивного типа, а узел выделения переменной составляющей момента состоит из последовательно соединенных выпрямителя : с фильтром, дифференциатора и интегратора..

1163457

Узел 12 вьделения переменной составляющей момента (фиг. 2) выполнен из последовательно соединенных

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования тока возбуждения электрических машин, а именно в ветроэлектрических установках (ВЭУ) круп- 5 ных мощностей, работающих параллельно с электрической сетью энергосистем.

Целью изобретения является повышение качества электроэнергии, выдаваемой ВЭУ в энергосистему, путем более эффективного подавления колебаний ее выходной мощности.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой ВЭУ; на фиг 2 — принципиальная схема узла вьделения переменной составляющей момента с. датчиком момента вала ветродвигателя, выполненного в виде торсиометра индуктивного типа; на фиг. 3 — времен20 ные диаграммы сигналов, получаемых на выходах датчика момента и соответствующих элементов узла выделения геременной составляющей момента.

ВЭУ состоит из ветродвигателя 1, который через редуктор 2 соединен с синхронным генератором 3, который преобразует энергию ветра в электрическую энергию, вьдаваемую ВЭУ в энергосистему 4. Датчик 5 мощности генератора посредством регулятора 6 шага винта ветродвигателя поддерживает среднее значение выходной мощности генератора неизменным. Датчик

7 напряжения энергосистемы и датчик

8 коэффициента мощности генератора, воздействуя на регулятор 9 возбуждения обмотки 10 возбуждения, расположенной по продольной оси, обеспечивает режим работы ВЭУ по напряжению 40 энергосистемы и коэффициенту мощности ВЭУ (т.е. они .осуществляют пропорциональное регулирование тока возбуждения синхронной машины по напряжению энергосистемы и коэффициенту мощности). Выход датчика 11 момента, установленного на валу ветродвига-. теля, соединен с входом узла 12 выделения переменной составляющей момента, выход которого подключен на из-50 мерительный вход дополнительного регулятора 13 тока возбуждения,. который в свою очередь соединен с дополнительной обмоткой 14 возбуждения синхронного генератора 3. 55 выпрямителя 15 с фильтром, дифференциатора 16 и интегратора 17 (фиг.2).

Датчик 11 момента выполнен в виде торсиометра индуктивного типа. Элементы 16 и 17 могут иметь любое известное выполнение и выполнены, на пример, на операционных усилителях.

Дополнительный регулятор 13 возбуждения может быть выполнен, например, в виде известного тиристорного преобразователя типа КТУ-230/50 PP.

Ветроэлектрическая установка работает следующим образом.

При медленном измерении скорости ветра в тракте регулирования ВЭУ задействованы только элементы 1, 3, 4, 5, б, 7, 8, 9, 10 (фиг. 1). В этом случае осуществляется регулирование тока возбуждения в обмотке 10 возбуждения синхронного генератора, расположенной по продольной оси, посредством регулятора 9 возбуждения в зависимости от величины коэффициента мощности самого генератора и величины напряжения энергосистемы 3. При превьппении скорости ветра определенной величины мощности, выдаваемая генератором в сеть, превьппает номинальную мощность генератора, в этом случае сигнал от датчика 5 мощности генератора воздействует на регулятор 6 шага винта, который поворотом регулируемой части лопастей, понижает мощность ветродвигателя, тем самым осуществляется регулирование на постоянство выходной мощности генератора ВЭУ.

При медленном изменении скорости ветра нет флуктуационной составляющей момента на валу ветродвигателя, сигнал на выходе узла 12 вьделения переменной составляющей момента отсутствует, а следовательно, и ток в дополнительной обмотке возбуждения 14. равен нулю.

При резких порывах ветра в кривой момента на валу ВЭУ появляется флуктуационная составляющая. В этом случае сигнал на выходе датчика 11 момента Пт(фиг. 3) .представляет собой переменное напряжение (с частотой, зависящей от частоты напряжения источника питания торсиометра индуктивного типа), которое в соответствии с колебаниями момента модулируется по амплитуде флуктуационной составляющей, .пропорциональной величине появившейся

1163 флуктуационной составляющей. Этот сигнал, поступая на вход выпрямителя 15 с фильтром, выпрямляется и фильтруется.

Сигнал U на выходе выпрямителя 15 (фиг. Зб) совпадает по фазе с флуктуационной составляющей. Далее этот сигнал поступает на вход дифференциатора 16, выходной сигнал кото- 10 рого U (фиг. Зв) опережает на

90 эл.град. сигнал Уф и не содержит постоянной составляющей. С выхода дифференциатора 16 сигнал U> подается на вход интегратора 17, на выхо- 5 де которого получается сигнал U„

457 4 (фиг. Зг). Этот сигнал отстает на

90 эл. град. от U+

Таким образом, на выходе 17 получается сигнал, пропорциональный только флуктуационной составляющей момента, который и подается на измерительный вход дополнительного регулятора 13 возбуждения, включенного на дополнительную обмотку 14 возбуждения. При этом напряжение на зажимах дополнительной обмотки возбуждения регулируется, обеспечивая сохранение постоянства электромагнитного момента генератора, а следовательно, и повьппение качества выдаваемой ВЭУ в энергосистему электроэнергии.

1163457 1163457

Составитель А. Лебедев

ТехредЖ.Кастелевич

Редактор О. Черниченко

Корректор Е, Рошко

Заказ 4112/54 Тирак 646

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Поднисное

Филиал ППП "Патент", г. Ушгород, ул. Проектная, 4