Sistem Penyelesaian Pengubah Tenaga Angin

Kaedah kawalan penjanaan tenaga angin telah berkembang dari kawalan hambatan konstan yang mudah kepada kawalan kelajuan pemboleh ubah dan hambatan pemboleh ubah penuh. Pada masa kini, sistem pengubah ganda berkelajuan pemboleh ubah dan kawalan frekuensi tetap banyak digunakan di pasaran penjanaan tenaga angin.

Prinsip Operasi

Roter diterangkan oleh dua pengubah VSC yang disambungkan bertentangan dengan PWM. Susunan ini dirujuk sebagai pengubah sisi janaan dan pengubah sisi grid masing-masing. Pengubah PWM ganda memberikan arus terang ke lilitan roter untuk mengoptimumkan penangkapan tenaga angin dan penyelarasan output kuasa reaktif. Apabila turbin beroperasi pada kelajuan sub-sinkron, kuasa diberikan ke roter dan pengubah sisi grid berfungsi sebagai rektifikasi manakala pengubah sisi roter berfungsi sebagai inverter, menyediakan arus terang kepada turbin. Apabila turbin beroperasi pada kelajuan super-sinkron, stator dan roter kedua-duanya boleh memberikan tenaga ke grid. Jika turbin beroperasi dalam status sinkron, penjana berfungsi sebagai motor sinkron dan sistem pengubah memberikan terang DC kepada roter.

Pengubah sisi grid dan pengubah sisi janaan dikawal oleh dua unit kawalan. Unit kawalan sisi grid digunakan untuk mengekalkan kestabilan voltan busbar DC dan memastikan gelombang arus input yang berkualiti tinggi dan faktor kuasa unit. Unit kawalan sisi janaan digunakan untuk mengawal arus torak roter dan komponen terang motor ganda untuk menyesuaikan output kuasa aktif dan reaktifnya, dan melacak perintah kuasa aktif dan reaktif. Dengan demikian, motor ganda dapat beroperasi pada lengkung kuasa optimum turbin angin untuk mengoptimumkan penangkapan tenaga angin.

Konfigurasi Sistem

• Susun Atur Kabinet

Sistem pengubah ganda Rockwill direka khusus untuk turbin tenaga angin ganda. Ia terdiri daripada kabinet interkoneksi/grid dan kawalan (1200mm*800mm*2200mm, kelas perlindungan adalah IP54), dan kabinet modul kuasa (1200mm*800mm*2200mm, kelas perlindungan adalah IP23).

-- Sistem interkoneksi/grid dibahagikan kepada dua kabinet yang dipisahkan, iaitu kabinet kawalan dan kabinet interkoneksi. Kabinet kawalan terdiri daripada pengawal, UPS, pemutus litar rendah voltan, peranti perlindungan, dan terminal bekalan, dll. Kabinet interkoneksi mencakupi transformer pembahagian, pemutus litar utama, kontak interkoneksi, kontak sisi grid, fus utama, dan rintangan pramengisi, dll.

-- Kabinet modul kuasa adalah bahagian utama untuk melengkapkan pertukaran arus. Selain itu, terdapat tiga unit kuasa di kedua-dua sisi grid dan janaan. Setiap satu mengintegrasikan IGBT, papan pemandu, radas pendingin, kapasitor DC, kapasitansi serapan, resistor pengukur suhu, dll. Kabinet modul kuasa juga termasuk busbar bertapis, reactor sisi grid, reactor sisi lengan jambatan, reactor sisi janaan, resistor dan kapasitor penapis sisi grid dan janaan, kipas besar dan kecil, pemanas, dll.

• Bahagian Utama

Bahagian utama sistem pengubah terdiri daripada modul kuasa, sistem penapis, sistem kawalan suhu, sistem pramengisi, unit LVRT (Low Voltage Ride Through) dan sistem pembahagian, dll.

-- Modul kuasa terdiri daripada IGBT dan pemandunya, perlindungan, aksesori pendinginan. Dalam satu sistem pengubah, ia termasuk enam kumpulan modul kuasa, yang disambungkan oleh busbar DC bertapis.

-- Sistem penapis terdiri daripada penapis LCL sisi grid dan penapis du/dt sisi janaan. Penapis LCL sisi grid dapat secara efektif menapis harmonik frekuensi tinggi dari pengubah ke grid. Penapis du/dt, bersama-sama dengan reaktor penghadan sisi janaan, dapat mengatasi puncak voltan dan voltan transitif cepat komponen isolasi roter.

-- Sistem kawalan suhu menyesuaikan suhu di dalam kabinet dalam julat normal melalui pemanasan dan penyejukan, pemanasan dilakukan oleh pemanas di dalam kabinet dan penyejukan dilakukan oleh sistem penyejukan kipas.

-- Sistem pramengisi digunakan untuk meningkatkan voltan DC kapasitor DC ke amplitud tertentu sebelum permulaan pengubah. Dengan demikian, ia dapat mengurangkan gegaran arus semasa permulaan pengubah.

-- Unit LVRT dapat melindungi peranti semikonduktor kuasa sisi janaan dalam kes kerusakan operasi, kerusakan garis, atau tegangan roter berlebihan. Dan melalui unit LVRT, sistem pengubah dapat menyediakan arus ke grid walaupun dalam kes kerusakan grid, dengan demikian mencapai laluan melalui voltan rendah.

-- Sistem pembahagian kuasa menyediakan bekalan kuasa tanpa gangguan untuk setiap peranti aktif pengubah.

• Sistem Kawalan dan Perlindungan

Sistem kawalan dan perlindungan adalah otak sistem pengubah ganda, ia sangat mempengaruhi prestasi pengubah. Sistem kawalan dan perlindungan secara utama melakukan fungsi-fungsi berikut:

-- Fungsi kawalan: kawalan sisi grid, kawalan sisi janaan, dan kawalan LVRT.

-- Fungsi perlindungan: perlindungan arus berlebihan sisi grid dan sisi janaan, perlindungan voltan rendah dan berlebihan sisi grid dan sisi janaan, perlindungan arus berlebihan rangkaian negatif sisi grid dan sisi janaan, perlindungan voltan rendah dan berlebihan busbar DC, perlindungan suhu berlebihan sisi grid dan sisi janaan, perlindungan kelebihan kelajuan penjana.

Ciri-ciri

• Kapabiliti tindak balas pantas dan ketepatan kawalan tinggi;

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

• Sistem perlindungan terpadu yang sangat boleh dipercayai dan fleksibel;

• Strategi kawalan interkoneksi grid berdasarkan penempatan rotor yang adaptif yang boleh mewujudkan "sifar" impak sinkronisasi grid;

• Enkoder foto-elektrik, yang menggunakan mod reset perisian, dapat meningkatkan ketepatan dan kebolehpercayaan pengambilan kelajuan putaran motor;

• Strategi kawalan laluan melalui voltan tinggi dan rendah digunakan untuk menjamin kebolehan laluan melalui kesalahan pengubah;

• Strategi kawalan penahanan harmonik dan strategi kompensasi zon mati digunakan untuk secara efektif memastikan kualiti kuasa yang dihantar dari pengubah ke grid;

• Sesuai dengan pelbagai antara muka komunikasi fieldbus industri, seperti CANopen dan Profibus;

• Modul jambatan pengubah IGBT yang identik disambung selari, dan pemasangan dan penghapusan setiap modul kuasa dibuat mudah;

• Sistem penapis yang direka dengan teliti dan strategi kawalan penahanan harmonik memastikan kualiti superior kuasa yang dihantar ke grid;

• Produk ini boleh menahan suhu tinggi/rendah dan kelembapan tinggi. Semua papan litar dilengkapi dengan pelapis anti-korosi dan semua kabinet mempunyai kelas perlindungan yang sangat tinggi.