Sistem Solusi Konverter Energi Angin

Metode kontrol pembangkit listrik tenaga angin telah berkembang dari kontrol kestabilan pitch konstan yang sederhana menjadi kontrol pitch dan kecepatan variabel penuh. Saat ini, sistem konverter berumpan ganda dengan kontrol kecepatan variabel dan frekuensi konstan banyak digunakan di pasar pembangkit listrik tenaga angin.

Prinsip Kerja

Rotor dipicu oleh dua konverter VSC yang terhubung back-to-back dengan PWM. Penyusunan ini disebut sebagai konverter sisi generator dan konverter sisi jaringan masing-masing. Konverter PWM ganda menyediakan arus penggerak ke gulungan rotor untuk mencapai penangkapan energi angin maksimum dan penyesuaian output daya reaktif statis. Ketika turbin beroperasi pada kecepatan sub-sinkron, daya diberikan ke rotor dan konverter sisi jaringan berfungsi sebagai rectifier sementara konverter sisi rotor berfungsi sebagai inverter, memberikan arus penggerak ke turbin. Ketika turbin beroperasi pada kecepatan super-sinkron, stator dan rotor keduanya dapat memberikan energi ke jaringan. Jika turbin beroperasi dalam status sinkron, generator berfungsi sebagai motor sinkron dan sistem konverter menyediakan penggerak DC ke rotor.

Konverter sisi jaringan dan konverter sisi generator dikendalikan oleh dua unit kontrol. Unit kontrol sisi jaringan digunakan untuk mempertahankan stabilitas tegangan busbar DC dan memastikan kualitas gelombang arus masukan yang baik dan faktor daya unit. Unit kontrol sisi generator digunakan untuk mengontrol arus torsi rotor dan komponen penggerak motor berumpan ganda untuk menyesuaikan output daya aktif dan reaktifnya, dan melacak perintah daya aktif dan reaktif. Dengan demikian, motor berumpan ganda dapat beroperasi pada kurva daya optimal turbin angin untuk mencapai penangkapan energi angin maksimum.

Konfigurasi Sistem

• Penataan Kabinet

Sistem konverter berumpan ganda Rockwill dirancang khusus untuk turbin angin berumpan ganda. Sistem ini terdiri dari kabinet interkoneksi/jaringan (1200mm*800mm*2200mm, kelas perlindungan IP54), dan kabinet modul daya (1200mm*800mm*2200mm, kelas perlindungan IP23).

-- Sistem interkoneksi/jaringan dibagi menjadi dua kabinet terisolasi, yaitu kabinet kontrol dan kabinet interkoneksi. Kabinet kontrol terdiri dari pengontrol, UPS, pemutus sirkuit tegangan rendah, perangkat pelindung, dan terminal kabel, dll. Kabinet interkoneksi mencakup transformator distribusi, pemutus sirkuit utama, kontak interkoneksi, kontak sisi jaringan, fusible utama, dan resistor pra-pengisian, dll.

-- Kabinet modul daya adalah bagian utama untuk menyelesaikan konversi arus. Selain itu, ada tiga unit daya di kedua sisi jaringan dan generator. Masing-masing mengintegrasikan IGBT, papan penggerak, radiator, kapasitor DC, kapasitor penyerap, resistor pengukur suhu, dll. Kabinet modul daya juga mencakup busbar laminasi, reaktor sisi jaringan, reaktor sisi lengan, reaktor sisi generator, resistor dan kapasitor penyaring sisi jaringan dan generator, kipas besar dan kecil, pemanas, dll.

• Bagian Utama

Bagian utama sistem konverter terdiri dari modul daya, sistem penyaringan, sistem kontrol suhu, sistem pra-pengisian, unit LVRT (Low Voltage Ride Through) dan sistem distribusi, dll.

-- Modul daya terdiri dari IGBT dan aksesori penggerak, pelindung, dan pendinginnya. Dalam satu sistem konverter, terdapat enam grup modul daya, yang dihubungkan oleh busbar DC laminasi.

-- Sistem penyaringan terdiri dari filter LCL sisi jaringan dan filter du/dt sisi generator. Filter LCL sisi jaringan dapat efektif menyaring harmonisa frekuensi tinggi dari konverter ke jaringan. Filter du/dt, bersama dengan reaktor chocking sisi generator, dapat menekan puncak tegangan dan tegangan transien cepat komponen isolasi rotor.

-- Sistem kontrol suhu menyesuaikan suhu di dalam kabinet agar tetap dalam rentang normal melalui pemanasan dan pendinginan, pemanasan dilakukan oleh pemanas di dalam kabinet dan pendinginan dilakukan oleh sistem pendingin kipas.

-- Sistem pra-pengisian digunakan untuk meningkatkan tegangan DC kapasitor DC ke amplitudo tertentu sebelum startup konverter. Dengan demikian, dapat mengurangi gangguan arus selama startup konverter.

-- Unit LVRT dapat melindungi perangkat semikonduktor daya sisi generator dalam kasus kesalahan operasi, kesalahan garis, atau overvoltage rotor. Dan melalui unit LVRT, sistem konverter dapat menyuplai arus ke jaringan bahkan dalam kasus kesalahan jaringan, sehingga mencapai ride through tegangan rendah.

-- Sistem distribusi daya menyediakan pasokan daya tanpa henti untuk setiap perangkat aktif konverter.

• Sistem Kontrol dan Perlindungan

Sistem kontrol dan perlindungan adalah otak dari sistem konverter berumpan ganda, sangat mempengaruhi kinerja konverter. Sistem kontrol dan perlindungan utamanya melakukan fungsi-fungsi berikut:

-- Fungsi kontrol: kontrol sisi jaringan, kontrol sisi generator, dan kontrol LVRT.

-- Fungsi perlindungan: perlindungan arus berlebih sisi jaringan dan generator, perlindungan tegangan rendah dan tinggi sisi jaringan dan generator, perlindungan arus berlebih urutan negatif sisi jaringan dan generator, perlindungan tegangan rendah dan tinggi busbar DC, perlindungan suhu berlebih sisi jaringan dan generator, perlindungan kecepatan berlebih generator.

Fitur

• Kemampuan respons cepat dan presisi kontrol tinggi;

• Fungsi perekaman kesalahan lengkap yang sesuai dengan format IEEE COMTRADE;

• Sistem perlindungan terintegrasi yang sangat andal dan fleksibel;

• Strategi kontrol interkoneksi jaringan berdasarkan penempatan rotor adaptif yang dapat mewujudkan sinkronisasi jaringan "nol" impuls;

• Enkoder optik-elektronik, yang menggunakan mode reset perangkat lunak, dapat meningkatkan akurasi dan keandalan pengambilan kecepatan putaran motor;

• Strategi kontrol ride through tegangan tinggi dan rendah digunakan untuk menjamin kemampuan melewati kesalahan konverter;

• Strategi kontrol penekanan harmonisa dan kompensasi zona mati diterapkan untuk secara efektif memastikan kualitas daya yang disalurkan dari konverter ke jaringan;

• Kompatibel dengan berbagai antarmuka komunikasi fieldbus industri, seperti CANopen dan Profibus;

• Modul jembatan konverter IGBT identik terhubung paralel, dan pemasangan serta penghapusan setiap modul daya dibuat mudah;

• Sistem penyaringan yang dirancang dengan cermat dan strategi kontrol penahanan harmonisa memastikan kualitas superior daya yang disalurkan ke jaringan;

• Produk ini dapat menahan suhu tinggi/rendah dan kelembaban tinggi. Semua papan sirkuit dilengkapi dengan lapisan anti-korosi dan semua kabinet memiliki kelas perlindungan yang sangat tinggi.