Ветроэлектрическая установка Советский патент 1989 года по МПК H02P9/42 

15

20

25

Изобретение относится к электротехнике, в частности к ветроэнергетическим установкам с переменной частотой вращения вала ветродвигателя.

Целью изобретения является увеличе- ние выработки электроэнергии в условиях изменения скорости ветра.

На чертеже представлена блок-схема ветроэлектрической установки. JQ

Ветроэлектрическая установка содержит петродвигатель 1, вал KOTopord механически соединен с валом генератора 2 переменного тока, тиристорный вьшрямитель 3, вход которого соединен с якорной обмоткой генератора 2 переменного тока, а выход подключен к нагрузке 4, датчик 5 частоты вращения ветродвигателя, выходом подключенный к входу функционального преобразователя 6, реализующего кубическую зависимость, выход которого соединен с вычитающим первым входом первого сумматора 7, выходом связанного с входом интегратора 8. Датчик 9 активной мощности нагрузки генератора выходом соединен с сумми- рующим вторьш входом первого сумматора 7. Установка содержит также датчик 10 момента, узел 11 выпрямления зо и фильтрации, второй сумматор 12, блок 13 деления и третий сумматор 14. Выход датчика 10 момента подключен через узел 11 выпрямления и фильтрации к суммирующему первому входу второго сумматора 12, вход делимого блока 13 деления подключен к датчика 9 активной мощности нагрузки генератора, вход делителя блока 13 деления подключен к выходу датчика 5 частоты вращения ветродвигателя, а выход блока 13 деления присоединен К вычитающему второму входу второго сумматора 12, выход которого подключен к суммирующему первому входу третьего сумматора 14, к вычитающему второму входу которого подключен выход интегратора 8, а выход третьего сумматора 14 связан с управляющим входом тиристорного выпрямителя 3, JQ

Устройство работает следующим образом.

При установившемся значении скорости ветра V. ветродвигатель 1 вращао

35

40

45

ет с частотой со генератор переменного тока 2, который через тиристориый выпрямитель 3 отдает в нагрузку 4 активную мощность Р. Датчик 5 частоты вращения ветродвих ателя вьщает на

55

5

0

Q

о JQ

вход функционального преобразователя 6 сигнал пропорциональный частоте вращения вала ветродвигателя 1. Выходной сигнал функционального преобразователя 6 сравнивается в первом сумматоре 7 с выходным сигналом Up датчика 9 активной мощности нагрузки. В установившемся режиме ир„акс Up, следовательно, сигнал Л и на выходе первого сумматора 7 равен нулю. В установившемся режиме работы установки при постоянной скорости ветра Vg и постоянной частоте вращения вала ветродвига теля и на выходе узла 1 1 вьтрямле- ния и фильтрации устанавливается сигнал, пропорциональньш моменту на валу ветродвигателя 1. На выходе блока 13 деления устанавливается сигна.п Uj, пропорциональный моменту генератора переменного тока 2, так как

и

У-р Р . м

tU Q

5

0

5

5

в установившемся режиме работы момент ветродвигателя М,. равен моменту генератора переменного тока М., следовательно, 11 U д и сигнал U на выходе второго сумматора 12 равен нулю. На управляющий вход тиристорно- го вьтрямителя 3 с выхода третьего сумматора 14 поступает сигнал и U-,,, который определяет установившееся значение угла управления тиристорами

выпрямителя 3 в установившемся ре-

шме.

Пусть скорость ветра V ц увеличилась от Vg, до Vg,j, при этом момент на валу ветродвигателя 1 увеличивается от значения Мвд, до М, Что приводит к увеличению сигнала и„ на

l

выходе узла 11 выпрямления и фильтрации. Мощность Р и частота вращения генератора U, а следовательно, и момент генератора Мс в первый момент времени увеличения скорости ветра не

изменяются, соответственно, не изменяются пропорциональные им сигналы

Up и Ujjj, а следовательно, и пропорциональный моменту генератора М сигнал и. На вькоде второго сумматора 12 возникает сигнал , пропорциональный избыточному моменту М„зб. В выходном напряжении третьего сумматора 14 и) появляется составляющая ., способствующая увеличению угла управления тиристорами выпрямителя 3 и, следовательно, уменьшению момента

генератора М, что приводит к более быстрому увеличению частоты вращения вала ветродвигателя 1 вслед за увеличением скорости ветра. При появле- - НИИ приращения частоты вращения вала ветродвигателя 1 изменяются значения сигналов на выходе функционального преобразователя 6 и датчика 9 активной

мощности нагрузки. Разность этих нен с вычитающим первым входом пер- налов AU с выхода первого сумматора 7 воздействует на интегратор 8 таким образом, что его выходное напряжение изменяет угол управления тиристорами вьшрямителя 3 в сторону уменьщения. По мере увеличения частоты вращения вала ветродвигателя 1 момент генератора растет, и при достижении нового

вого сумматора, выходом связанного с входом интегратора, и датчик актив ной мощности нагрузки генератора, соединенный выходом с суммирукяцим t5 вторым входом первого сумматора, отличающаяся тем, что, с целью увеличения вьфаботки электроэнергии в условиях изменения скорости ветра, в нее дополнительно вве

вого сумматора, выходом связанного с входом интегратора, и датчик акти ной мощности нагрузки генератора, соединенный выходом с суммирукяцим t5 вторым входом первого сумматора, отличающаяся тем, что, с целью увеличения вьфаботки электроэнергии в условиях изменения скорости ветра, в нее дополнительно вв

установившегося значения частоты вращения сигнал на выходе второго сумма- 20 дены датчик момента, узел выпрямпе- тора 12 становится равным нулю. Новое „ця и фильтрации, второй сумматор, установившееся значение угла управления тиристорами вьтрямителя 3 определяется значением сигнала Цц, на выходе интегратора 8 при равенстве сигналов на его входе.

блок деления и третий сумматор, причем выход датчика момента подключен через узел вьшрямления и фильтрации 25 к суммирующему первому входу второго сумматора, вход делимого блока деления подключен к выходу датчика актив ной мощности нагрузки генератора, вход делителя блока деления подклюТаким образом, изобретение позволяет увеличить выработку электроэнергии в условиях изменения скорости

вьшрямитель, вход которого соединен Q. якорной обмоткой генератора переменного тока, а выход П9дключен к выводам для подключения нагрузки, датчик частоты вращения ветродвигателя, выходом подключенный к входу функционального преобразователя, реализующего кубическую зависимость, выход которого соединен с вычитающим первым входом пер-

вого сумматора, выходом связанного с входом интегратора, и датчик активной мощности нагрузки генератора, соединенный выходом с суммирукяцим вторым входом первого сумматора, отличающаяся тем, что, с целью увеличения вьфаботки электроэнергии в условиях изменения скорости ветра, в нее дополнительно введены датчик момента, узел выпрямпе- „ця и фильтрации, второй сумматор,

дены датчик момента, узел выпрямпе- „ця и фильтрации, второй сумматор,

блок деления и третий сумматор, причем выход датчика момента подключен через узел вьшрямления и фильтрации к суммирующему первому входу второго сумматора, вход делимого блока деления подключен к выходу датчика активной мощности нагрузки генератора, вход делителя блока деления подклю

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является увеличение выработки электроэнергии в условиях изменения скорости ветра. Ветроэлектрическая установка состоит из генератора переменного тока 2 с датчиком момента 10 на валу, узла выпрямления и фильтрации 11, датчика частоты вращения 5, функционального преобразователя 6, реализующего кубическую зависимость, блока деления 13, интегратора 8, датчика активной мощности 9. Изобретение позволяет увеличить выработку электроэнергии за счет организации оптимальных законов регулирования в переходных режимах работы. 1 ил.

ветра за счет организации оптимальных JQ цен к выходу датчика частоты вращезаконов регулирования в переходных режимах работы.

Формула изобретения

Ветроэлектрическая установка, содержащая ветродвигатель, вал которого механически соединен с валом генератора переменного тока, тиристорный

Ш1Я ветродвигателя, а выход блока деления присоединен к вычитающему второму входу второго сумматора, выход которого подключен к суммирующему

первому входу третьего сумматора, к вычитающему второму входу которого подключен выход интегратора, а выход третьего сумматора связан с управляющим входом тиристориого выпрямителя.