Tuuleenergia teisendussüsteemi lahendus

Tuulenergia tootmise juhtimismeetodid on arenenud lihtsast püsivahemikulistest särkumisjuhtimisest täispõrgete ja muutuvate kiirustega juhtimiseni. Praegu on laialdaselt kasutusel muutuva kiiruse ja püsiva sagedusega juhtimise meetodiga topeltalitusega teisendussüsteem.

Toimimise printsiip

Käigukäiku voolitatakse PWM-ga ühendatud kaks VSC-teisendurit vastavalt käigukäiku ja võrgukülge. See seade nimetatakse vastavalt genereerija- ja võrgukülje-teisenduriks. Topelt-PWM teisendurid toimetavad käigukäiku voolituseks rotorilindudele, et maksimeerida tuuleenergia saamist ja reageerida staatsed reaktiivvoolide väljundile. Kui turbiin töötab alampüsiveseks, toimetatakse rotori lindudele energiat ja võrgukülje-teisendur töötab rektifikaatorina, samas kui käigukäiku-teisendur töötab inverterina, toimetades rotori lindudele voolituse. Kui turbiin töötab ülepüsiveseks, saavad nii stator kui ka rotor energiat võrgu. Kui turbiin töötab sünkroonstatud olekus, töötab generaator sünkroonmotorina ja teisendursüsteem toimetab rotori DC-voolituse.

Võrgukülje-teisendur ja genereerija-külje-teisendur kontrollitakse kahe kontrollseadmega. Võrgukülje kontrollseade hoiab DC-bussi pinget stabiilina, tagades kõrgekvaliteedilise sisendvooli ja ühikliku võimsuse faktori. Genereerija-külje kontrollseade kontrollib rotori voolituse ja torbimise komponente, reguleerides aktiivset ja reaktiivset võimsuse väljundit, jälgides aktiivset ja reaktiivset võimsuse käsklust, et topelt-alitusega motor saaks töötada tuuleturbiini optimaalse võimsuse joonel, maksimeerides tuuleenergia saamist.

Süsteemi konfiguratsioon

• Kaabinkastide paigutus

Rockwill' topelt-alitusega teisendursüsteem on eriti disainitud topelt-alitusega tuuleenergiaturbiinide jaoks. See koosneb võrguühenduse/kontrollkaabinkastist (1200mm*800mm*2200mm, kaitseklass on IP54) ja võimsusmoduli kaabinkastist (1200mm*800mm*2200mm, kaitseklass on IP23).

-- Võrguühenduse/kontrollisüsteem on jagatud kaheks eraldatud kaabinkastiks, mis on kontrollkaabinkast ja võrguühenduse kaabinkast. Kontrollkaabinkast koosneb kontrollerist, UPS-st, madalpinge katkuriid, kaitseseadmetest ja juhtmeid terminalidest jne. Võrguühenduse kaabinkast sisaldab jaotustekstikut, peamist katkuri, võrguühenduse kontaktorit, võrgukülje kontaktorit, peamist varmistit ja eelvarustusrähmi jne.

-- Võimsusmoduli kaabinkast on põhiline osa, mis teostab voolide teisendamist. Lisaks on nii võrgu- kui ka genereerija-küljes kolm võimsusmodulit. Igaüks neist sisaldab IGBT-d, juhtplaatina, soojendit, DC-kondensaatorit, absorbeerimiskapasitati, temperatuuri mõõtmise ristrida jne. Võimsusmoduli kaabinkast sisaldab ka kihtidega bussijooni, võrgukülje reaktorit, silma- ja genereerija-külje reaktorit, võrgu- ja genereerija-külje filtreerimisristrit ja kondensaatorit, suuri ja väikeseid ventilatoore, soojendit jne.

• Peamine osa

Teisendursüsteemi peamine osa koosneb võimsusmoduleid, filtrisüsteemist, temperatuuri kontrollisüsteemist, eelvarustussüsteemist, madala pingehäire läbimise (LVRT) ühikust ja jaotussüsteemist jne.

-- Võimsusmodule sisaldab IGBT-d ja selle juht-, kaitse- ja soojenduskomponente. Ühes teisendursüsteemis on kuus võimsusmoduleid, mis on ühendatud kihtidega DC-bussijooni.

-- Filtrisüsteem koosneb võrgukülje LCL-filtrist ja genereerija-külje du/dt-filtrist. Võrgukülje LCL-filter võimaldab efektiivselt filtreerida kõrgefrekvenstsed harmonikad teisendurist võrgu. Du/dt-filtrit koos genereerija-külje tõkestava reaktoriga kasutatakse rotorinsuleerimiskomponentide pingepiki ja kiireloomuliste pingede vähendamiseks.

-- Temperatuuri kontrollisüsteem säilitab kaabinkasti sisemise temperatuuri normaalsel tasemel soojenduse ja jahutuse abil, soojendus toimub kaabinkasti sees oleva soojendiga ja jahutus ventilatsioonisüsteemi abil.

-- Eelvarustussüsteem kasutatakse DC-kondensaatori pingehoogustamiseks teatud amplituudini enne teisenduri käivitamist, mis vähendab teisenduri käivitamisel tekkinud voolisuurt.

-- LVRT ühik kaitseb genereerija-külje võimsuse polümerseid komponente operatsiooniliste, joone ja rotorilindude ülepingete korral. LVRT ühiku abil saab teisendursüsteem toimetada voolitust võrgu isegi võrguhäire korral, saavutades madala pingehäire läbimise.

-- Võimsuse jaotussüsteem tagab teisenduri igale aktiivsele seadmele pideva elektrivara.

• Kontrolli- ja kaitsesüsteem

Kontrolli- ja kaitsesüsteem on topelt-alitusega teisendursüsteemi "ajuke", mis mõjutab oluliselt teisenduri tööd. Kontrolli- ja kaitsesüsteem täidab järgmisi funktsioone:

-- Kontrollifunktsioonid: võrgukülje kontroll, genereerija-külje kontroll ja LVRT kontroll.

-- Kaitsefunktsioonid: võrgukülje ja genereerija-külje teisenduri ülevoolikaitse, võrgukülje ja genereerija-külje teisenduri alapinge- ja ülepingekaitse, võrgukülje ja genereerija-külje teisenduri negatiivne järjestuse ülevoolikaitse, DC-bussi alapinge- ja ülepingekaitse, võrgukülje ja genereerija-külje teisenduri ületemperatuurikaitse, genereerija ülespeedikaitse.

Omadused

• Kiire reageering ja kõrge kontrollitõhusus;

• Täielik vea registreerimisfunktsioon IEEE COMTRADE formaadis;

• Kõrge usaldusväärsusega ja paindlik integreeritud kaitsesüsteem;

• Võrguühenduse kontrollstrateegia, mis põhineb rotori enda-adaptiivsel positsioneerimisel, mis võimaldab "nulli" impulssiga võrgusünkroniseerimist;

• Valgus-elektri kodeerija, mis kasutab tarkvara resetimismoodi, parandab mootori pöörlemiskiiri andmisel täpsust ja usaldusväärsust;

• Kõrge- ja madalpinge häire läbimise kontrollistrateegiad tagavad teisenduri häire läbimise võime;

• Harmonikate takistamise kontrollistrateegia ja surma piirkonna kompenseerimise strateegia tagavad efektiivselt teisenduri võrgu kvaliteedi;

• Kompatiibilne mitmesuguste tööstusliku väljakapi kommunikatsiooniliideste, nagu CANopen ja Profibus, kanssa;

• Sama IGBT teisenduri silmade modulid on paralleelsed, mis muudab iga võimsusmoduli paigaldamise ja eemaldamise mugavaks;

• Hoolikalt disainitud filtrisüsteem ja harmoonikate takistamise kontrollistrateegia tagavad võrgu kvaliteedilise vooli;

• See toode kannatab kõrge/madala temperatuuri ja kõrge niiskuse. Kõik plaadid on varustatud korrosioonikindla kate ning kõik kaabinkastid omavad väga kõrget kaitseklasse.