Sterowanie elektrownią wiatrową z estymacją momentu aerodynamicznego przy dużych prędkościach wiatru

• Autorzy: Baran Janusz , Jąderko Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.12.29

Warianty tytułu

EN

Wind turbine control with aerodynamic torque estimation at high wind speed

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono propozycję układu sterowania mikroturbiną wiatrową z odtwarzaniem momentu aerodynamicznego i efektywnej prędkości wiatru. W układzie sterowania zastosowano obserwator do estymacji niemierzalnych zmiennych stanu. Zaproponowano algorytm obliczania efektywnej prędkości wiatru. System sterowania umożliwia pracę turbiny wiatrowej dla prędkości wiatru w strefie pomiędzy prędkością nominalną a maksymalną, kiedy turbina wiatrowa jest odstawiana ze względów bezpieczeństwa, czyli w trzeciej i czwartej strefie pracy. Model symulacyjny został zbudowany w środowisku Matlab / Simulink przy użyciu biblioteki Simscape Electrical.

EN

A proposal of the control scheme for micro wind turbine with aerodynamic torque and effective wind speed estimation is presented in this paper. Observer system for the non-measurable state variables estimation is used in this control scheme. Algorithm of the effective wind speed calculation is proposed. The control system ensure work of the wind turbine for wind speed in the region between nominal speed and maximum speed, when wind turbine is shouted down due to safety reasons, i.e. in a third and fourth operating regions. The simulation model was built in the Matlab/Simulink environment using the Simscape Electrical toolbox.

Słowa kluczowe

PL

turbina wiatrowa; obserwator momentu aerodynamicznego; nominalna prędkość wiatru; maksymalna prędkość wiatru

EN

wind turbine; aerodynamic torque observer; nominal wind speed; maximum wind speed

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 12
• Strony: 146--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Baran Janusz

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, Al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

autor

Jąderko Andrzej

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, Al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Baran J., Jąderko A., Układ sterowania turbiny wiatrowej o regulowanej prędkości obrotowej i stałym kącie ustawienia łopat z liniowym obserwatorem momentu aerodynamicznego, Przegląd Elektrotechniczny, 93(2017), nr 12, 59-62
• [2] Bianchi F., De Battista H., Mantz R., Wind Turbine Control Systems. Principles, Modelling and Gain Scheduling Design, Springer, 2007
• [3] Krzemiński Z., Szewczyk J., Bogalecka E, Sterowanie małą elektrownią wiatrową z wykorzystaniem efektu przeciągnięcia, Przegląd Elektrotechniczny, 94(2018), nr 51, 104-11
• [4] Bourlis D. „Control algorithms and implementation for variable speed stall regulated wind turbines”, PhD thesis, Department of Engineering, University of Leicester, October 2010
• [5] Bourlis D., A Complete Control Scheme for Variable Speed Stall Regulated Wind Turbines, in: Fundamental and Advanced Topics in Wind Power, (2011), Ed. by R.Carriveau, InTech, 309-338
• [6] Hu Z., Wang J., Ma Y., Yan X., Research on Speed Control System for Fixed-Pitch Wind Turbine Based on Disturbance Observer, (2009), World Non-Grid-Connected Wind Power and Energy Conference, Nanjing, 221-225
• [7] Neammanee B., Sirisumrannukul S., Chatratana S., Control Strategies for Variable-speed Fixed-pitch Wind Turbines, Wind Power, (2010), Ed. By S.M. Muyeen, InTech, 209-232
• [8] Perelmuter V., Renewable Energy Systems. Simulation with Simulink and SimPowerSystems, CRC Press, 2016
• [9] Simscape Electrical User’s Guide, The Mathworks Inc., 2010

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).