Valinnan Optimaalinen Suunnittelu ja Tärkeät Huomioonotettavat Seikat Tuulivoimanmuuntajissa

1 Tuulivoimaturbiinien muuntimien valinnan ja optimaalisen suunnittelun merkitys tuulivoimaloissa

Kun tuulivoimajärjestelmät leviävät, integroitujen voimamuuntimien määrä kasvaa, mikä nostaa laitteen kokonaiskapasiteettia ja toimintahävikkiä. Muuntimet, jotka on pääasiassa tehty kalliista silikiterälevyistä, kuparikierteistä ja folioista, ovat myös vaikeita suunnitella. Tämän vuoksi tarvitaan optimaalinen suunnittelu ja tieteellinen valinta, jotta tekniset, kansalliset - standardit ja käyttäjien vaatimukset voidaan täyttää.

Varmistaakseen muuntimien vakaita toimintamahdollisuuksia, tutkitaan niiden toimintaolosuhteita, käyttötarkoituksia, suunnitteluprosesseja ja periaatteita. Luodaan optimaalinen suunnittelu-malli, käytetään tieteellisiä menetelmiä analysointiin ja ongelmanratkaisuun, ja muodostetaan kustannustehokas suunnitelma.

Lyhyesti sanottuna, optimaalinen suunnittelu parantaa tuulivoiman käyttöä, puhtaan energian edistämistä, verkkohävikoiden hallintaa, tuotekvaliteettia ja muuntimien vakautta, edistäen siten tuulivoiman kehitystä. Suunnittelun aikana valitaan tieteellisesti tuulivoimaloiden muuntimia. Syvällisten tutkimusten avulla asiantuntijat yhdistävät IT:n, luoden menetelmiä kuten geneettiset algoritmit, partikkeliessä-algoritmit ja neuroverkkomenetelmät. Nämä menetelmien soveltaminen auttaa suunnittelemaan paremmin sopivia muuntimia.

2 Tuulivoimaloiden voimamuuntimien ominaisuudet ja tekniset vaatimukset

Nykyiset tuulivoimaloiden voimamuuntimet käyttävät usein yhdistettyä rakennetta. Niiden ulkonäkö ja korkean- ja matalajännitetiedostot on sijoitettu "niveltä" tai "ruudukkomuotoiseksi", riippuen asennuspaikoista. Matalajännitetiedosto yhdistetään tuulivoimaturbiinin ulostuloihin.

Turbiineihin ja muuntimiin johtavilla siirtolinjoilla voi olla vaihe-vaihe-häiriöitä. Turbiinit ovat varustettu automaattisella suojausjärjestelmällä, joka suojelee muuntimia. Asenna veitsesulku sulku muuntimen suojauspäällä. Suunnittelijat lisäävät sähkövirran rajoittimia ja latauskontrollointikytkimiä korkean jänniten puolelle. Korkean jänniten ja verkon puolen alttiuden siirtolinjahäiriöille vuoksi asennetaan salama-suojitus korkean jänniten puolelle.

2.1 Toimintamahdollisuudet

Generaattorit ovat pieniä kapasiteetiltaan. Voimakkaat tuulet voivat ylittää turbiinien suorituskyvyn, aktivoiden automaattisen suojausjärjestelmän, joka rajoittaa tai keskeyttää toiminnan. Tällöin yhdistetty muuntin toimii vähäisellä kuormituksella, mikä johtaa lyhyeen yleiseen ylikuormitusajan.

Muuntimille tarvitaan vahva rakennussuunnittelu. Tuulivoimalat sijaitsevat monimutkaisissa alueissa, kuten alankomaiden, Gobin tai merellä. Nämä vaativat ammattimaisen rakennussuunnittelun ja toimintoja (katso kuvio 1 muuntimen rakennussuunnittelun periaatteista).

3 Tekniset vaatimukset

• Vähäinen lämpöntuotanto:Tuulivoimalat ovat erittäin kaudentaipaleiden vaikutuksen alaisia, ja muuntimilla on pitkiä tyhjiä toimintajaksoja. Siksi suunnittelussa on vähennettävä tyhjän toiminnan häviöitä. Valitse tieteellisesti asennuspaikka tehokkaalle lämmönpoistoelle, mikä mahdollistaa nopean toiminnan jopa kuormituksen alla.

• Vahva sää- ja sulkemiskyky:Rannikkoalueilla, joilla on runsaasti tuulta, ankarat ilmasto-olosuhteet voivat vahingoittaa muuntimia. Ilman generaattorin suojauslaitteita, altistuminen ja sulkeminen voivat aiheuttaa toimintahäiriöitä.

• Kevyt, kompakti, vahva ja helppo asentaa/käyttää:Pienillä, epäsäännöllisillä asennuspaikoilla muuntimien valinnassa on otettava huomioon laitteiden välinen turvaväli, yksikön kapasiteetti ja paino. Suunnittele kompakti koko, muoto ja asianmukainen paino. Tuulivoimaturbiinien yksiköille tarvitaan mukautettuja kuljetus/nostovalmisteluja etäisyyksien mukaan, jotta vältetään törmäykset/värähtelyt ja parannetaan mekaanista vahvuutta.

• Muuntimen tekniset ominaisuudet:Jossain tuulivoimaloissa tuulivoimaturbiinien liikenne- ja luonnonympäristöhaasteet tekevät huollon vaikeaksi ja kalliiksi. Laajamittaiset remontit aiheuttavat pitkiä keskeytyksiä, mikä heikentää tehokkuutta. Siksi valitse taloudellisia, luotettavia, turvallisia muuntimia. Suunnittele monipuolisesti: käytä hajotettua säiliörakennetta latauskytkimen ja muuntimen väliselle yhteydelle. Säiliöt on suunniteltu vastaamaan kansallisia standardeja koosta, tiiviudesta. Korkean jänniten kaapeliteille noudatetaan “yksi sisään, yksi ulos” -periaatetta. Asenna lämmönvedot suojauslaitteineen, jotta vältetään törmäykset ja öljyn vuoto. Muuntimen säiliörakenne on näkyvissä kuviossa 2.

4 Päämuuntimien valinta ja optimaalinen suunnittelu tuulivoimaloissa
4.1 Muuntimien jähdytysmenetelmät

Muuntimet käyttävät erilaisia jähdytysmenetelmiä, pääasiassa öljypohjaisia, kuivia ja kaasulevitettyjä. Öljypohjaiset ovat pieniä, korkean jännitteen vastaantuloa ja hyvää lämmönpoistoa, mutta ne altistuvat öljyn vuodolle, syöttölle tai palamiselle korkean lämpötilan virheissä, kuluttavat paljon energiaa ja saastuttavat ympäristöä – siksi valitse huolellisesti. Kuivat ovat turvallisia, puhtaita, liekkivastaisia, yksinkertaisia ylläpitää ja lyhytsulku-toleranttisia, mutta ne ovat suuria ja vaikeita asentaa. Kaasulevitettyjen media on myrkytön, ei-palomava kaasu, jolla on samankaltainen rakenne kuin öljypohjaisilla. Ne välttävät edellä mainitut haitat, ovat yksinkertaisia ylläpitää ja ansaitsevat edistämistä.

4.2 Jäähdytysripujen suojaus

Tuulivoimaloiden muuntimien kabinetit koostuvat kolmesta osasta: jäähdytin, öljysäiliö ja etukamari, jossa jäähdytysriput tarvitsevat avainasemaisen suojauksen. Koska ne asennetaan usein ankarissa rannikkoalueissa, joissa on alttiina ihmishäiriöille, asennetaan yleensä teräslevy katto jäähdytysriputeen ympärille. Se estää törmäykset ja varmistaa lämmönpoiston, joten kabinetin ja katoksen on oltava tieteellisesti suunniteltu.

4.3 Hajotettu kabinetin suunnittelu latauskytkimille

Tuulivoimaloiden muuntimien toimintaolosuhteiden ja -ehtojen mukaan latauskytkimet ja muuntimet tarvitsevat hajotetun kabinetin suunnittelun:

• Yhdistä muuntimen ulostulo päälineeseen; varmista latauskytkimien korkea toimintatehokkuus tavallisissa yhdistetyissä muuntimissa.

• Sisäisten latauskytkimien toiminnassa syntyvät kaaret aiheuttavat eristysöljin ikääntymisen ja hiilen kerääntymisen, mikä vahingoittaa eristyksen. Siksi kiinteä öljysäiliö, joka on eristetty muuntimen omasta säiliöstään ja itsenäisesti suunniteltu, voi taata vakauden toiminnassa.

5 Optimaalisen suunnittelun käytännön soveltaminen

Optimoimalla parametreja, muuttujia ja toimintaolosuhteita päivitetyllä partikkeliessä-algoritmilla saadaan optimaalinen muuntimen suunnittelu. Vertailun tavallisiin skenaarioihin verrattuna se vähentää materiaalin käyttöä ja kustannuksia, ja parantaa lataushäviötä, tyhjän toiminnan virtaa ja kiertovirta-öljyn lämpötilan nousua. Vaikka materiaalin käyttö vähenee, lataushäviöt kasvavat. Siksi suunnittele todellisen toiminnan perusteella, analysoi materiaalia, häviötä ja suunnittelukustannuksia, jotta löydät parhaan skenaarion.

6 Johtopäätös

Tuulivoimaloiden rakentamisessa ja toiminnassa varmista sähköjärjestelmän vakaus valitsemalla tieteellisesti muuntimia todellisten tarpeiden ja standardeiden mukaan, jotta niiden rooli on maksimoitu. Niiden erityisestä suunnittelusta ja toimintaolosuhteista johtuen, suunnittele tieteellisesti kansallisten standardeiden, kokemusten ja erityispiirteiden mukaan; optimoi prosesseja, integroi uusia käsitteitä ja vertaile skenaarioita, jotta lopullinen skenaario täyttää vaatimukset.