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风力机模拟器是什么以及它是如何工作的?
  近年来,风力发电是最有前景的可再生能源发电技术之一。对并网风力系统的研究非常必要,因为风能有望在项目的整个生命周期及以后提供免费燃料。为了在不依赖自然风力资源和实际风力涡轮机的情况下研究风能转换系统 (WECS) 的稳态和动态行为,一个代表风力和风力涡轮机的系统是必不可少的,

  近年来,风力发电是最有前景的可再生能源发电技术之一。对并网风力系统的研究非常必要,因为风能有望在项目的整个生命周期及以后提供免费燃料。为了在不依赖自然风力资源和实际风力涡轮机的情况下研究风能转换系统 (WECS) 的稳态和动态行为,一个代表风力和风力涡轮机的系统是必不可少的,吉事励DS2000F系列风力机模拟器系统可以模拟不同风速,可编程,采用全数字化的变流器设备来进行模拟,整个过程全数字化,设备可以通过DC/AC变换技术输出满足国家标准要求的交流电能向电网供电,灵活性高,全程静音,可靠性高。

  风能是世界各国发展迅速的技术之一。根据中国往年数据的研究,估计风能占总发电量的 35%。在过去的几年里,通过使用不同的电机和在不同的风速特性下运行 WTE,已经对 WTE 进行了重要的研究。其中一些实现是使用纯建模和仿真或使用 MATLAB/Simulink、PSCAD 或 PSIM 等软件工具的实时仿真来完成的。直流电机是最常用的硬件;但是,也使用永磁同步电机 (PMSM) 和感应电机。直流电机驱动器广泛采用的转换技术是基于交流/直流晶闸管的控制和直流/直流斩波器。

  风力涡轮机模拟器 (WTE) 通常是在实验室中设计和开发的。它是模拟真实 WECS 行为的人工、可控且灵活的测试台。WECS的主要元素如图1所示。这是研究人员、设计师和工程师开展研究、观察和分析 WECS 工作的平台。仿真包括系统操作和控制的复制。这使得可以在类似于真实世界设置的受控环境中分析系统,而无需依赖物理设备和实际的可再生能源。涡轮机特性被复制,以便设置可以在不同的风速和桨距角下运行。

风能转换系统的主要元素

  图 1:风能转换系统的主要元素

  风力模拟器的设计和工作示例

  可以使用速度或功率控制概念来控制风力涡轮机。由于功率限制的考虑,通常采用具有快速变桨机构的变速控制。然而,使用定速功率控制技术的缺点是将风波动转换为机械波动,进而导致电气波动。

  WTE 可以构建成包括一个直流电机和一个 PMSM 发电机。使用 PSIM 软件的传统 PI 控制器可以实现控制。用于电机和发电机的预构建块可用于此目的。粒子群优化 (PSO) 技术可用于计算输出功率的特性。需要注意的是,需要多次迭代才能达到优化值,这导致了更大的稳定时间。此外,当每个 PSO 代码运行时,会生成多个解决方案,然后在 Simulink 模型中对其进行评估以找到最佳估计值。这是一个可靠的设计,但对于大型风力涡轮机来说可能不是一个可行的选择,因为它是计算密集型的。

  另一个设置选项是使用他励直流电机模型来模拟风力涡轮机的特性。由于旋转盘的惯性和 PI 控制器的使用,可以通过振荡观察到转速随风速的变化。这种设置适用于小型风力涡轮机,但不推荐用于大型风力涡轮机,因为 WTE 中不需要振荡。

  风能通常是间歇性的,因为它具有随机变化且不可控。当风能被用作 WECS 的输入时,它会产生由风力涡轮机提供的机械功率。这使耦合发电机能够提供可变功率。在现场安装 WECS 之前,需要对其性能进行详细分析。因此,风力涡轮机模拟器 (WTE) 的设计和实施是安装风能系统的关键步骤。

时间:2021.11.25 来源:吉事励 阅读:5762
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