Система управления ветроэлектрической установкой Советский патент 1989 года по МПК F03D7/04 

се/ль

Фиг.1

И„;ой|к : сане относятся к ветроэнергетике, касается систем управ тения ветроэлектрическими установками.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - блок-схема системы управления ветроэлектрической установкой; на фиг. 3 - блок-схема устройства ориентации ветроколес; на фиг. 4 - блок-схема регулятора нагрузки.

Система управления ветроэлектрической С1ановкой, включающей лопастные ветро- колеса 3 с генераторами 4--6 установ- ленные ярусами на кронштейнах 7 и центральной опоре 8, содержит регулятор 9 на1 рузкн и связанный с ним датчик 10 мощ- i.ociii. CIK гс.ма снабжена датчиком 11 скорости и направления ветра, вторым датчиком 12 мощности, связанным с первым и нагрузкой, и устройством 13 ориентации ветроколес, соединенным со всеми датчиками, а регулятор 9 нагрузки подключен к генераторам 5 и 6 ветроколес 2 и 3. размещенным на одном ярусе, симметрично относительно центральной опоры 8. Устройство 13 ориентации ветроколес выполнено в виде сумматора 14, первого 15 и второго 16 преобразователей переменного напряжения в постоянное, первого 17 и второго 18 источников опорного напряже ния, формирователя 19 сигнала разворота центральной опоры, трех компаоаго ров 20- 22, первого 23 и второго 24 анализаторов целесообразности отработки и комм татора 25, причем выходы датчика I I скороеiи и направления ветра соединены с входами сумматора 14 выходом форл-.и- рователя 19 сигнала разворота централи.ой опоры, входами первого 15 и второго 16 преобразователей переменного напряжения в постоянное, выход сумматора 14 соединен с входами коммутатора 25, второго 2 и третьего 22 компараторов, выходы пер- вого 15 и второго 16 преобразователей переменного напряжения в постоянное - с входами первого компаратора 20, выходы первого 17 и второго 18 источников опорного напряжения соединены соответственно с входами второго 21 и треть- его 22 компараторов, входы первого 23 и второго 24 анализаторов целесообраз ности отработки - с выходами t-.rop.jpu 21 и третьего 22 компараторов, а входы коммутатора 25 - с выходами форм и ров а- теля 19 сигнала разворота центральной опоры, первого 23 и второго 24 анализаторов целесообразности отработки первого 10 и второго 12 датчиков мощности. Регулятор 9 нагрузки выполнен в виде первого 26 и второго 27 управляющих уст- ройств, трех коммутаторов 28 - 30, первого 31 и второго 32 нелинейных элементов причем управляющие входы коммутаторов 28-30 первого 26 и второго 27 управляю

5

0

,. 0 :0 „

п

щих устройств соединены с выходами устройства 13 ориентации, выходы первого 26 и второго 27 устройств управления соединены соответственно с управляющими входами первого 31 и второго 32 нелинейных элементов каждый из последних соединен соответственно с генераторами 5 и 6, второй коммутатор 29 соединен с остальными генераторами 4 и с первым датчиком 10 мощности, с которым также соединены первый 28 и третий 30 коммутаторы и второй датчик 12 мощности.

Система работает следующим образом.

Сигналы с датчика 11 управления и скорости ветра, датчиков 10 и 12 мощности, предназначенных для определения максимально допустимого и номинального значений вырабатываемых установкой мощности, поступают па вход устройства 13 ориентации после обработки информации, сигналы с выходов устройе;ва 13 ориентации поступают на входы регулятора 9 нагрузки. С выхода последнего сигнал поступает на генераторы 5 и 6. При осуществлении разворота центральной опоры 8 по направлению ветра один из генераторов 5 и 6 в зависимости от направления ветра подключается к сети. Ветроколесо, работая в вентиляторном режиме, осуществляет разворот центральной опоры 8 по направлению ветра. Пои выработке установкой мощности ниже номинального згачения, разворот центральной опоры 8 на ветер, осуществляется путем изменения скорости вращения одного из зстроколес 2 и 3. При превышении максимально допустимого значения вырабатываемой мощности происхо- 1.ит увеличение гла разворота центральной опоры 8 по отношению к направлению ветра, что осуществляется путем изменения скорости вращения хотя бы одно- iо из ветроколес 2 и 3.

Устройство ориентации работает следующим образом.

Сигналы с датчика 1 направления и скорости ветра поступают на вход сумматора 14, с выхода которого на вход коммутатора 25 поступает выходкой сигнал, пропорциональный углу разворота центральной опоры 8 установки. Преобразователи 15 и 16 переменного напряжения в постоянное совместно с компаратором 22 образуют схему, определяющую направление, в котором развернута нейтральная опора 8 по отношению к направлению ветра. Сигнал об этой информации поступает с выхода компаратора 22 на вход коммутатора 25. Источник 18 опорного напряжения, компаратор 21, анализатор 23 и источник 17 опорного напряжения, компаратор 20, анализатор 24 образуют две схемы анализа целесообразности отработки сигналов пропорциональности углу разворота центральной опоры.

Таким образом, на коммутатор 25 поступают два информационных сигнала и пять

управляющих сигналов, в соответствии с которыми коммутатор производит подключение информационных входов к определенным выходам.

Регулятор нагрузки работает следую- щим образом.

С коммутатора 25 устройства ориентации на входы коммутаторов 28-30, а также на входы управляющих устройств 26 и 27 поступают сигналы. Далее сигналы поступают на нелинейные элементы 31 и 32, а с них - на коммутаторы 29 и 30. С выходов коммутаторов 28-30 на входы генераторов 4-6 и датчика 10 мощности поступают сигналы, по которым осуществляется разворот центральной опоры 8 в направлении ветра.

Формула изобретения

1.Система управления ветроэлектрической установкой, включающей лопастные вет- роколеса с генераторами, установленные ярусами на кронштейнах и центральной опоре, содержащая регулятор нагрузки и связанный с ним датчик мощности, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, система снабжена датчиком скорости и направления ветра, вторым датчиком мощности, связанным с первым и нагрузкой, и устройством ориентации ветроко- лес, соединенным со всеми датчиками, а регулятор нагрузки подключен к генераторам ветроколес, размещенным на одном ярусе, симметрично относительно центральной опоры.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство ориентации ветроколес выпол- нено Б виде сумматора, первого и второго преобразователей переменного напряжения в постоянное, первого и второго источников опорного напряжения, формирователя

д

0 л

5

5

сигнала разворота центральном опоры, трех компараторов, первого и второго анализаторов целесообразности отработки и коммутатора, причем выходы датчика и направления ветра соединены с входам,-; с ммато ра, выходом формирователя сигнала разворота центральной опоры, входами первого и второго преобразователей переменного напряжения в постоянное, выход сумматора соединен с входами коммутатора, второго и третьего компараторов, выходы первого и второго преобразователей переменного напряжения в постоянное соединены с входами первого компаратора, выходы первого и второго источников опорного напряжения - соответственно с входами второго и третьего компараторов, входы первого и второго анализаторов целесообразности отрп этг- с : о 1..: iM второго и третьего ко- паг .про-, a -,o.:i коммутатора -- с ны.о,..-м оч- пи-ров «.- ля сигнала разворота ценгх:.1 ;.си спори, первого и второго анализаторов целесообразности отработки, первого и вюрого датчиков мощности.

3. Система п п. , отличат.и.а.чс1 гом, что регулятор нагрузи ныло л ен ч вт ie лофвого и второго чправляюлых стрт ь-тв, трех коммутаторов, первого и второ о rie- линейных элементов, причем прав,чющне входы коммутаторов первого и i ройств управления соед.:н; пм устройства ориентации. второго устройств утоач. с п соответственно с ; раьл;:, первого и второго и.о -, каждый из последт; ооо,,ь генераторов, к кстопкм .ю лчл... нагрузки -второй коммутчко.-, остальными генератора. ie, ком мощности, с которым ны первый и третий KOV.UT датчик мощности

Изобретение позволяет повысить надежность системы. Система содержит два связанных между собой датчика (Д) 10 и 12 мощности и Д11 скорости и направления ветра, связанных с устройством 13 ориентации ветроколес. Датчик 12 связан с нагрузкой , а Д10 и устр-во 13 - с регулятором 9 нагрузки, подключенным к генераторам ветроколес, размещенным на одном ярусе симметрично относит. центральной опоры. Устр-во 13 содержит сумматор, два преобразователя переменного напряжения в постоянное, два источника опорного напряжения формирователя сигнала разворота центральной опоры, три компаратора, два анализатора целесообразности отработки и коммутатор (К). На К поступают два информационных и пять управляющих сигналов, в соотв. с к-рыми он производит подключение информационных входов к определенным выходам. Регулятор 9 содержит два управляющие устр-ва, три К и два нелинейных элемента. С выходов этих К на входы генераторов ветроколес и датчика 10 поступают сигналы , по к-рым осуществляется разворот центральной опоры в направлении ветра. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Вход

К генеро/лору

Х$ 7/77УУЩ

мощности

клеВомугеЖ/)0/770рУ

Клрабояу

генера/яя- РУ