Систем за производњу енергије - Основни систем за конверзију капацитета ветротурбина

Да би се механичка енергија претворила у наизменичну струју како би задовољила стандард мреже, ветротурбине морају бити опремљене системом за конверзију енергије, преко којег се механичка енергија садржана у ветротурбини са променљивом брзином претвара у стабилну наизменичну струју у складу са напоном мреже и фреквенцијских параметара, овај систем конверзије енергије називамо системом за производњу електричне енергије.

Постоје различите врсте система за производњу електричне енергије за савремене велике ветротурбине. Различите компаније које се баве ветротурбинама бирале су различите техничке правце, а развијале су и производиле ветротурбине са различитим врстама система за производњу електричне енергије, тако да смо видели ветротурбине различитих облика и ентеријера.

Према типу погонског ланца, типови ветротурбина се могу поделити у три категорије: погон велике брзине, погон средње брзине и директан погон, где системи за производњу енергије са великим погоном углавном укључују асинхроне системе за производњу електричне енергије са двоструким напајањем и асинхрони погон са кавезом. системи за производњу, модели које називамо асинхрони генераторски сетови са двоструким напајањем и асинхрони генераторски сетови са веверичастим кавезом; погон средње брзине називамо и полудиректним погоном, системи за производњу енергије за системе за производњу енергије са трајним магнетима, модели које називамо полудиректним погоном. Систем за генерисање погона мале брзине је систем за генерисање перманентног магнета.

Иако постоји много типова система за производњу енергије, њихов састав конфигурације језгра је сличан. Основне компоненте система за производњу електричне енергије су генератори и претварачи. На основу разлика у структури погонског ланца и разлика у генераторима и претварачима, развили су се различити системи за производњу електричне енергије који су успешно примењени на ветротурбине.

Једна од основних компоненти система за производњу енергије ветротурбина је генератор, који претвара механичку енергију у наизменичну струју кроз генератор. Главни типови генератора су синхрони генератори са перманентним магнетом, асинхрони индукциони генератори са двоструким напајањем и кавезни генератори; различити типови генератора су погодни за различите врсте структура погонских ланаца. Због нестабилне природе ветра, фреквенција и напон наизменичне струје из генератора је нестабилан, па је систем за производњу електричне енергије такође потребно опремити другом језгром.

Ова друга основна компонента је претварач. Ветротурбине претварају фреквенцијско и напонско нестабилну електричну енергију из генератора у електричну енергију стабилну фреквенцију и напон која задовољава мрежне стандарде преко претварача, који је углавном доступан као претварач пуне снаге и претварач са двоструким напајањем. Различити типови генератора морају бити конфигурисани са различитим претварачима да би се постигао стабилан квалитет производње енергије, контрола производње енергије, контрола обртног момента и друге функције.

Дакле, која је главна конфигурација модела индустрије енергије ветра за системе за производњу енергије? Следи увод у сваки од њих, дајући вам макро приказ типова система за производњу енергије, њихових главних конфигурација и сценарија примене.

Двоструко напајани асинхрони системи за производњу електричне енергије

Двоструко напајани асинхрони генератори плус двоструко напајани претварачи

Тип погонског ланца двонапојне асинхроне ветротурбине је погон велике брзине, а њен систем за производњу електричне енергије је двоструко напајани асинхрони систем за производњу електричне енергије, који се састоји од двоструко напајаног асинхроног генератора и двоструко напајаног претварача.

Радно коло агрегата са двоструким напајањем је повезано са ротором двоструко напајаног асинхроног генератора преко мењача који повећава брзину. Фреквенција, напон, амплитуда и фаза побуде намотаја ротора се аутоматски подешавају од стране претварача према радним захтевима, тако да јединица може да генерише електричну енергију при различитим брзинама са константном фреквенцијом, што има предности широког опсега брзине. регулација, независно подешавање активне и реактивне снаге, мали капацитет побудног претварача ротора (око 1/3 номиналног капацитета генератора), велика брзина, мали обртни момент, мала величина и тежина, велики однос повећања брзине мењача, генератор са клизним прстеновима и четкама утичу на поузданост у одређеној мери. У овом тренутку, двоструко напајане јединице су најчешће турбине на ветар.

Асинхрони системи за производњу електричне енергије са веверичним кавезом

Асинхрони генератори са веверичним кавезом плус претварачи пуне снаге

У поређењу са асинхроним ветротурбинама са двоструким напајањем, главна разлика између система за производњу електричне енергије асинхроних ветротурбина са веверичним кавезом је у томе што је ротор генератора затворена кавезна структура, којој нису потребне структуре као што су четке и клизни прстенови, и намотаји статора генератора умрежени су преко претварача пуне снаге. Асинхрони генератор са веверичастим кавезом нема наменску структуру побуде и снабдева се побудом преко претварача на страни статора да би се постигла променљива брзина и контрола константне фреквенције. Асинхрони системи за енергију ветра у кавезу имају предности високе поузданости и широког опсега регулације брзине. Асинхрони генератори са веверичним кавезом захтевају претварач пуне снаге и сва енергија треба да се конвертује кроз претварач, тако да је цена претварача већа од конвертора са двоструким напајањем, иако су неки произвођачи усвојили асинхроне системе за производњу електричне енергије са веверичним кавезом у моделима на мору због њихова висока поузданост.

Синхрони системи за производњу енергије са сталним магнетом са директним погоном

Генератор са директним погоном плус претварач пуне снаге

Генераторски систем је синхрони систем за производњу енергије са перманентним магнетом, који је подељен на генератор перманентних магнета са директним погоном, генератор перманентних магнета са полудиректним погоном и генератор са трајним магнетом велике брзине према различитим погонским ланцима и индустрију енергије ветра углавном користи генератор перманентних магнета са директним погоном и генератор перманентних магнета са полудиректним погоном

Радно коло ПМГ-а је директно повезано са генератором, елиминишући потребу за појачивачем мењача, а ротор се побуђује помоћу перманентног магнета, елиминишући потребу за екстерним напајањем побуде и смањујући губитке побуде. Генератор ПМГ јединице са директним погоном је повезан са мрежом преко претварача пуне снаге, који има предности високе ефикасности, ниске буке и ниског напона; ПМГ синхрони генератор има велики број парова полова и веће је величине и тежине.

Сваки од ових система има своје предности и недостатке, а различите компаније које се баве ветротурбинама бирају тип система на основу свог избора технологије и цене, као и процене тржишта, и развијају ветротурбине које одговарају типу система. .