Przekształtnik energoelektroniczny współpracujący z generatorem PMSG przeznaczony do małych elektrowni wodnych

• Autorzy: Kołodziej H. , Paluszczak D. , Michalak J.

Warianty tytułu

EN

Power Electronics Converter for PMSG Generator Designed for Small Hydropower Plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówione zostały wybrane zagadnienia związane z budową i sterowaniem przekształtnika energoelektronicznego współpracującego z generatorem synchronicznym z magnesami trwałymi (PMSG). Układ przekształtnik – generator, przeznaczony do małych elektrowni wodnych, pozwala na lepsze wykorzystanie energii wody. Uzyskiwane jest to poprzez wysoką sprawność układu oraz możliwość pracy ze zmienną prędkością obrotową, co zapewnia lepsze dopasowanie do warunków hydrologicznych. W ramach artykułu omówiono podstawowe zagadnienia dotyczące budowy i sterowania układu, a następnie skupiono się na wybranych problemach związanych z pracą układu. W szczególności skupiono się na dwóch zagadnieniach. Potrzebie rozpraszania energii w przypadku krótkotrwałych zakłóceń w sieci elektroenergetycznej, z wykorzystaniem układu rozpraszania lub ewentualnej możliwości zastosowania dodatkowego zasobnika energii. Problematyce pracy wyspowej układu przy zmiennym obciążeniu, dla rozwiązania układu, w którym nie występuje zasobnik energii i wymagane jest dostosowanie mocy turbiny do aktualnych warunków pracy. Poprawne działanie układu potwierdzone zostało wynikami badań uzyskanymi w obiektach, w których zostały zrealizowane praktyczne aplikacje niniejszego rozwiązania.

EN

The selected issues of control and structure of power electronic converter for operation with permanent magnet synchronous generator (PMSG) are presented in the paper. The system generator – converter is intended for a small hydropower plants and ensures better water kinetics energy utilization. It is achieved by high efficiency of whole system (including converters and generator) and possibility of operation in wide range of speed and thanks to that better matching to water flow and level. In the paper the basic information about structure, properties and control of power electronic converter are firstly given. After that two issues are described. First is problem with need of energy dissipation during the grid voltage sags or deeps. The solution in that situations could be additional system for energy storage (for example using supercapacitors) or energy dissipation (classical drive brake consisted of IGBT transistor and resistor). The second analyzed problem is off-grid operation for the system with group of fluctuating loads in power electronic converter without energy storage system and low dynamics of control system of water turbine. The proper operation of whole system consisted of power electronic converter and PMSG generator has been proof by practical results that has been achieved in customer application of described solution.

Słowa kluczowe

PL

przekształtniki energoelektroniczne; energetyka odnawialna; generatory synchroniczne z magnesami trwałymi

EN

power electronic converters; renewable energy; permanent magnet synchronous generators

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 2(102)
• Strony: 133--138
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Kołodziej H.

• ENEL-PC, Sp. z o.o., Gliwice

autor

Paluszczak D.

• ENEL-PC, Sp. z o.o., Gliwice

autor

Michalak J.

• Politechnika Śląska, KENEiR, Gliwice

Bibliografia

• [1]. Korzeniewski M., Sikorski A.: Wybrane problemy współpracy małej elektrowni wodnej z przekształtnikiem AC/DC/AC. Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym SENE 2011, Łódź 2011.
• [2]. Hickiewicz J., Moch J.: Praca generatora indukcyjnego przy niesymetrycznym obciążeniu. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, nr 62/2008, s. 412-419.
• [3]. Borkowski D., Węgiel T.: Analiza sprawności toru przetwarzania energii małej elektrowni wodnej ze zintegrowaną turbiną pracującą przy zmiennej prędkości obrotowej. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, nr 100/2013, wyd. BOBRME Komel, s. 21-26.
• [4]. Michalak J., Jeleń M.: Badania symulacyjne i eksperymentalne skompensowanego przemiennika częstotliwości, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Elektryka, z. 198, Gliwice 2006.
• [5]. Nakamura, T., Morimoto, S., Sanada, M., Takeda,Y.: Optimum control of IPMSG for wind generation system. Proceedings of the Power Conversion Conference, Osaka, Japan, 2002, p: 1435 –1440, vol.3.