AEROGENERADORES MODELADO Y SIMULACIÓN CUANDO LA VELOCIDAD DE GIRO ES LA VARIABLE CONTROLADA

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El modelo de tren de potencia se ilustra en la Fig. 4. La entrada para el modelo es el par aerodinámico. Este se convierte en el par en el eje de baja velocidad, que se escala más abajo a través de la caja de cambios a la par en el eje de alta velocidad. La inercia del generador se implementa como parte del modelo de generador, no como una parte del sistema de transmisión. La salida del modelo es el par en el eje de alta velocidad.

Modelo D generador de inducción

El modelo de generador es un modelo mecánico y electromagnético combinado. El modelo mecánico incluye la inercia del rotor del generador en el modelo de generador.

El generador de turbina eólica es del tipo de inducción de jaula de ardilla. Con base en los datos del generador existentes, un estudio preliminar se ha hecho en MATLAB usando el sistema de potencia de bloque de conjunto construido en el modelo de la máquina de inducción y una costumbre - modelo, la simulación de comportamiento dinámico diferente como se ve en la Fig. 5.

E. Modelo Arranque suave

Con el fin de reducir la corriente transitoria durante la conexión del generador a la red 0,96 kV, se utiliza un arrancador suave. Cuando la velocidad del generador aumenta por encima de la velocidad síncrona, el arrancador suave está conectado, y el uso de la cocción de control del ángulo del generador está conectado a través de la red.

En DIgSILENT, el arrancador suave es un elemento autónomo. Los dispositivos de conmutación son dos tiristores conectados en antiparalelo para cada fase. Un control completo en detalles del arrancador suave utilizando el ángulo de disparo como entrada es posible sólo en el modo de simulación transitoria (EMT) electromagnética, donde cada conmutación de tiristor se modela en detalle, mientras que la simulación rms utiliza un modelo simplificado (como una fuente de tensión controlada ).

III. BLOQUE DE CONTROL (UNIDAD DE CONTROL DE LA TURBINA)

Los aerogeneradores están diseñados para producir tanta energía eléctrica como sea posible. Las turbinas de viento son, por tanto, suelen estar diseñados de manera que ofrezcan el máximo rendimiento a velocidades de viento alrededor 12-15 m / s [3].

En caso de fuertes vientos es necesario perder parte del exceso de energía del viento con el fin de evitar daños en la turbina de viento. Por lo tanto, todos los aerogeneradores están diseñados con algún tipo de control de potencia, tales como control de paso o el control de la parada.

Passivestallcontrolreliesoninherentmachinecharacteristics en la forma en que el poder está limitado aerodinámica cuando aumenta la velocidad del viento.

activa por pérdida aerodinámica velocidad constante combina las ventajas de pasiva por pérdida aerodinámica, es decir, la simplicidad debido a la ausencia de un mecanismo de lanzamiento, con las ventajas de control de paso, a saber, capacidad de control. Por lo tanto, proporciona capacidades de control adicionales más allá de la regulación pasiva, requeridos para la evolución de utilidad en alta mar y grandes, al tiempo que hace que sea posible para evitar la complejidad técnica adicional de turbinas de control de paso. [2], [3]

La estrategia de control se usa en el presente documento implica la interacción entre el modelo combinado viento, control de tono, y la aerodinámica de la turbina eólica. Los modelos de bloques de control del ángulo de la hoja de control activa por pérdida aerodinámica de la turbina eólica, en base a la potencia medida y el punto de ajuste, donde la velocidad de rotación es la variable controlada.

IV. RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN

Se presentan los resultados de simulación de turbinas eólicas con generadores de inducción de 2 y 0,5 MW. El sistema también presenta un caso de simulación del flujo de carga, cuando la turbina eólica funciona en condiciones nominales y se utiliza compensación del factor de potencia máxima. Con el fin de limitar los transitorios de corriente de partida durante las conexiones del generador de 2 MW a la red, se utiliza un inicio de un arrancador suave. Thegeneratorsareconnectedwhenthegeneratorspeedishigher que la velocidad síncrona.

Tosimulate la turbina eólica, modelos havebeen desarrollados para cada elemento e implementados en la herramienta de simulación del sistema de alimentación dedicada DIgSILENT [7], que proporciona la capacidad para simular el flujo de carga, las fluctuaciones rms, y eventos transitorios en el mismo entorno de software. La herramienta de simulación DIgSILENT, por lo tanto, tiene un modelo dedicado para generadores de inducción, que tiene en cuenta los desplazamientos de corriente en el rotor, el par de deslizamiento, y curvas de la prueba de cortocircuito. Se proporcionan también modelos de máquinas síncronas, transformadores, barras de distribución, modelos de rejilla, convertidores estáticos, etc.

V. CONCLUSIÓN

Un modelo de turbina eólica se ha construido para simular la influencia sobre la estabilidad transitoria de sistemas de energía. El modelo de la turbina eólica incluye el modelo de la fluctuación del viento, lo que también hará que el modelo útil para simular la calidad de la energía y para estudiar las estrategias de control de una turbina eólica. El esquema de control se ha desarrollado para el control de la turbina, incluyendo el comienzo arrancador suave y la compensación del factor de potencia.

La turbina eólica de velocidad constante tiene que ser operado en la relación de velocidad punta óptima, lo que da la máxima transferencia de potencia. Los resultados comparativos entre MATLAB-Simulink y DIgSILENT muestran una buena similitud durante el inicio del generador y el rendimiento de estado estacionario.

Las simulaciones por ordenador han demostrado ser una herramienta valiosa para predecir el comportamiento del sistema.

El modelo presentado anteriormente puede ser una herramienta útil para la industria de la energía eólica para estudiar el comportamiento y la influencia de grandes turbinas eólicas en las redes de distribución de energía.