Система за конверзија на ветерен енергија

Методите за контрола на производството на енергија од ветер се развиле од едноставни методи на контрола со постоянна насока на лопатите до контрола со променлива насока и брзина на лопатите. Во моментов, системот со двојно феднат конвертер и контрола со променлива брзина и постоянстива фреквенција е широко користен на пазарот за производство на енергија од ветер.

Принцип на работа

Роторот се стимулура со два конвертера VSC поврзани со PWM. Оваа поставка се нарекува конвертер од страна на генераторот и конвертер од страна на мрежата. Двојните конвертери со PWM доставуваат стимулационен ток на обмотката на роторот за да се реализира максималната уштење на енергијата од ветерот и регулацијата на статички реактивен излез. Кога турбината работи на под-синхронска брзина, енергијата се доставува во роторот и конвертерот од страна на мрежата работи како правоаголник, додека конвертерот од страна на роторот работи како инвертор, доставувајќи стимулационен ток на турбината. Кога турбината работи на над-синхронска брзина, статорот и роторот можат да доставуваат енергија на мрежата. Ако турбината работи во синхронски статус, генераторот работи како синхронен мотор, а конвертерниот систем доставува DC стимулација на роторот.

Конвертерот од страна на мрежата и конвертерот од страна на генераторот се контролираат со две контролни единици. Контролната единица од страна на мрежата се користи за одржување на стабилноста на DC автобусот и осигурување на квалитетен влезен ток и фактор на моќта. Контролната единица од страна на генераторот се користи за контрола на токот на роторот, компонентите на момента и стимулацијата на двојно феднат мотор за прилагодување на активниот и реактивниот излез, и следење на порачките за активна и реактивна моќ. Така двојно федниот мотор може да работи на оптималната крива на моќта на турбината за да се реализира максималната уштење на енергијата од ветерот.

Конфигурација на системот

• Распоред на кабинети

Системот на Rockwill со двојно феднат конвертер е специјално дизајниран за турбини со двојно феднат ветер. Состои од кабинет за поврзување со мрежата/контролен кабинет (1200мм*800мм*2200мм, степен на заштита IP54) и кабинет за модул на моќ (1200мм*800мм*2200мм, степен на заштита IP23).

-- Системот за поврзување со мрежата/контролен систем е поделен на два изолирани кабинети, кои се контролен кабинет и кабинет за поврзување со мрежата. Контролниот кабинет е состоен од контролер, UPS, ниски напонски прекинувачи, уреди за заштита и терминали за поврзување итн. Кабинетот за поврзување со мрежата вклучува распределителен трансформатор, главен прекинувач, контакт за поврзување со мрежата, контакт од страна на мрежата, главен предизвик, и резистор за пред-наелектрификување итн.

-- Кабинетот за модул на моќ е главниот дел за извршување на конверзија на ток. Поради тоа, има три модули на моќ на страната на мрежата и генераторот. Секој вклучува IGBT, платформа за управување, радијатор, DC капацитор, капацитет за апсорбирање, резистор за мерење на температурата итн. Кабинетот за модул на моќ исто така вклучува плоча за автобус, реактор од страна на мрежата, реактор од страна на мост, реактор од страна на генераторот, филтрирачки резистор и капацитор од страна на мрежата и генераторот, големи и мали вентилатори, нагревач итн.

• Главен дел

Главниот дел на системот на конвертерот се состои од модули на моќ, филтрирачки систем, систем за контрола на температурата, систем за пред-наелектрификување, јединица LVRT (Low Voltage Ride Through) и систем за распределување итн.

-- Модулот на моќ е состоен од IGBT и неговите аксесоари за управување, заштита и отстранување на топлина. Во еден систем на конвертер, вклучува шест групи модули на моќ, кои се поврзани со DC автобус.

-- Филтрирачкиот систем се состои од LCL филтер од страна на мрежата и du/dt филтер од страна на генераторот. LCL филтерот од страна на мрежата може ефективно да филтрира високочестотни хармоники од конвертерот до мрежата. Du/dt филтерот заедно со задушувањето на реакторот од страна на генераторот може да супримира врвната волтажа и брзата преходна волтажа на изолационите компоненти на роторот.

-- Системот за контрола на температурата прилагодува температурата во кабинетот во нормален опсег преку нагревање и хладење, нагревањето се извршува со нагревачот во кабинетот, а хладењето се извршува со системот за хладење со вентилатори.

-- Системот за пред-наелектрификување се користи за повисување на DC волтажата на DC капациторот до одредена амплитуда пред започнувањето на конвертерот. Тука, може да се намали импулсот на токот при започнувањето на конвертерот.

-- Јединицата LVRT може да ги заштити полукондукторите на страната на генераторот во случај на оперативна грешка, грешка на линијата или прекомерна волтажа на роторот. И со помош на јединицата LVRT, системот на конвертерот може да доставува ток на мрежата дури и во случај на грешка на мрежата, така што се постигнува минимална волтажа на превоз.

-- Системот за распределување на моќ доставува непрекината моќ за секој активен уред на конвертерот.

• Контролен и заштитен систем

Контролниот и заштитниот систем се мозокот на системот со двојно феднат конвертер, значително влијае на перформансите на конвертерот. Контролниот и заштитниот систем првенствено извршува следните функции:

-- Функции за контрола: контрола од страна на мрежата, контрола од страна на генераторот и контрола LVRT.

-- Функции за заштита: заштита од прекомерен ток на конвертерот од страна на мрежата и генераторот, заштита од недостиг на волтажа и прекомерна волтажа на конвертерот од страна на мрежата и генераторот, заштита од прекомерен ток на негативна последователност на конвертерот од страна на мрежата и генераторот, заштита од недостиг на волтажа и прекомерна волтажа на DC автобусот, заштита од прекомерна температура на конвертерот од страна на мрежата и генераторот, заштита од прекомерна брзина на генераторот.

Кarakteristiki

• Брза реакција и висока прецизност на контрола;

• Полнa функција за запис на грешки според форматот IEEE COMTRADE;

• Високо надежен и флексибилен интегриран систем за заштита;

• Стратегија за контрола на поврзување со мрежата базирана на самоадаптивна локација на роторот што може да реализира „нула“ импулсна синхронизација со мрежата;

• Фото-електричниот енкодер, кој користи модел на софтверски ресет, може да подобри точноста и надежноста на прифатување на брзината на враќање на моторот;

• Стратегии за контрола на минимална и максимална волтажа се користат за гарантирање на способноста на конвертерот да превзете грешки;

• Стратегијата за супресија на хармоници и стратегијата за компенсација на мртв зоната се користат за ефективно осигурување на качеството на моќта доставена од конвертерот до мрежата;

• Компатибилен со различни индустриски интерфејси за комуникација преку поле, како што се CANopen и Profibus;

• Идентични IGBT конвертерски мостови се поврзани паралелно, и инсталацијата и демонтажата на секој модул на моќ е удобна;

• Елегантно дизајниран филтрирачки систем и стратегија за ограничување на хармоници осигуруваат супериорно качество на моќта доставена на мрежата; 

• Овој производ може да издрази високи/низки температури и висока влажност. Сите платформи за циркуити се опремени со покривач против корозија, а сите кабинети имаат висок степен на заштита.