Modélisation d'une éolienne dans MATLAB

Mars 23, 2016 Admin Technologie 0 1214
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

En conséquence du fait que tous les pays du monde devraient utiliser des sources d'énergie renouvelables dans leurs systèmes de transmission de puissance, cette étude de cas a été le résultat de la mise en œuvre du projet initial de sources d'énergie renouvelables, ou pour être plus précis, l'' l'énergie éolienne dans le système de la République de Macédoine d'alimentation. Dans le projet initial, les autorités ont prévu de mettre en œuvre MADA (Double Fed générateur à induction), en raison du fait qu'il va considérablement réduire le coût pour les onduleurs, activez le contrôle de couple et, finalement, d'accroître l'efficacité de l'extraction de vent. Motivé par les avantages qui offre MADA en ce qui concerne d'autres types d'éoliennes, cette étude vous expliquera certaines des dynamiques qui se produisent dans les cas où il n'y a pas de courts-circuits actifs sur les bus 110 kV et dans les cas où les variations de la vitesse du vent immédiatement. Le modèle de MADA éolienne sera décrite accompagné par le modèle mathématique. Simulations dynamiques ont été développées dans MATLAB, et seront présentés dans l'étude. Parce que la turbine est une collection de plusieurs sous-modèles qui travaillent comme une explication sera donnée pour chaque modèle sous. Les résultats des simulations sont le plus important que les ingénieurs utilisent pour augmenter la fiabilité du système d'alimentation et la turbine. Merci aux possibilités illimitées de MATLAB, modélisation de l'éolienne était facile.

Éolienne description du modèle

Pour décrire adéquatement le modèle d'une turbine à vent, nous devons d'abord commencer par la présentation du modèle complet d'une turbine à vent. Présenté comme un ensemble de blocs, connecté et dépendants les uns des autres, Fig. 1 sera notre point de départ pour décrire les constituants de MADA.

Figure 1. Modèle de MADA éolienne

MATLAB générateur de modèle

De la théorie des machines électriques, nous pouvons affirmer que MADA est en fait un générateur à induction. Il serait dans l'intérêt de tout le monde pour décrire les bases de la théorie MADA machines électriques. Le générateur est modélisée en fonction de la dq des composants du système. Comme une description de plus amples explications sur le générateur de modélisation, le modèle MATLAB SIMULINK du générateur est présenté sur la figure 2.




Fig. 2 MATLAB SIMULINK modèle MADA

Dans un premier temps, pour le modèle MADA doit être un mathématiques courte explication. Cependant, pour ce faire, le circuit équivalent d'un MADA doit être soumis, et dans cette étude est présentée dans la figure. 3.

Fig. 3 Circuit équivalent MADA

Le modèle mathématique du circuit moût équivalent doit constantes mathématiques tels que,

Modèle Transmission

La transmission est la partie mécanique du système qui se compose de boîte de vitesses, les arbres, la turbine et d'autres pièces mécaniques importants. Dans cette étude, le train de modèle à deux unités de masse est utilisé et est présentée sur la Fig. 4. Le modèle de train de deux unités de masse est utilisé pour le fait que le modèle de turbine est représentée comme une masse, tandis que le générateur est l'autre masse. Ces deux masses sont reliées à un arbre qui possède certain amortissement mécanique et la valeur de rigidité. Dans l'expression, T est le couple, Ω est la vitesse angulaire et J est le moment d'inertie. Dans les expressions, TEG indices représentent le générateur et le côté turbine.

Fig. 4 modèle de voiture de train Deux masse

Rotor côté du régulateur

Le but principal de l'utilisation du côté du dispositif de commande du rotor est à mesurer et la tension de commande et l'énergie de sortie de la turbine. La logique qui est utilisée est un contrôleur PI. Utilisation de régulateurs PI, l'énergie totale est ajoutée à la perte globale d'énergie, et cette somme est comparée à la valeur de référence de la caractéristique. Lorsque le contrôleur fonctionne en mode de régulation de tension, la commande PI est effectuée par la caractéristique de l'interface utilisateur. Le régulateur PI est en fait utilisé pour réduire l'erreur de puissance à zéro. Le schéma de principe simplifié du convertisseur côté rotor est présenté dans la Fig. 5.

Fig. 5 régulateur côté Rotor

SIMULATION

Dans cette étude de cas, nous avons un modèle système MATLAB Simulink simplifié de transmission de puissance de Macédoine. Dans ce système de puissance est un parc éolien de 50 MW à installer. Le nombre d'éoliennes utilisé est de 25, dont chacune avec une capacité installée de 2 MW. Toutes les turbines sont MADA. Dans le modèle MATLAB la première étude de cas, nous avons mis en place tous les 25 turbines dans un système, puis nous avons reçu un seul système avec 50 MW de puissance. Un schéma de principe du modèle utilisé dans cette étude de cas est présentée à la Fig. 6.

Fig. 6 modèle simplifié

Deux tests ont été effectués. Le premier essai a été effectué en vertu de court-circuit sur le bus 110 kV près au vent, ou pour être plus précis, à l'emplacement où le parc éolien est reliée à la puissance d'émission du système. Sur le deuxième essai, nous avons supposé que le parc éolien il y avait un changement soudain de vitesse du vent. La turbine fonctionne selon deux modes. Le premier mode est la régulation de VAR, tandis que l'autre mode est la régulation de la tension. E 'dans l'intérêt de tous de réaliser des simulations dans ces deux façons de travailler. Au début, il sera supposé que nous avons monophasé court-circuit sur le bus 110 kV.

Dans un premier test, nous avons décidé que nous allons utiliser le cas où le parc éolien fonctionne en tension de mode de réglage. Le court-circuit monophasé commence à 5 secondes et dure jusqu'à 05h18 sec. À cette fin, nous présentons la capture d'écran ci-dessous pour les paramètres de réseau et les paramètres de turbines, en conséquence. Dans un premier schéma présentant les paramètres de réseau sur la Fig. 7, tandis que les paramètres de la turbine sont présentés à la Fig. 8.

Fig. 7 paramètres réseau

Fig. 8 paramètres Turbine

Comme présenté dans la figure. 7, il ya un court-circuit sur 5thsecond active sur le bus 110 kV. Au cours de la période de court-circuit, on voit que la tension sur une phase de 110 kV sur le bus passe à 0 et le reste pendant la durée de court-circuit. E 'dans notre intérêt de surveiller tous les paramètres de l'éolienne. Nous pouvons voir dans la figure. 8 que la tension aux bornes de la turbine du vent pendant un court-circuit tombe à 0,97. Le système de la turbine de protection est configuré pour réagir dans le cas où la tension est inférieure à 0,95 PU pour plus de temps de 0,1 seconde. Le parc éolien continue de travailler et donne plein pouvoir dans le système de transmission. En conclusion, nous pouvons dire que le court-circuit ne affecte pas le travail des turbines. Dans le second mode de travail qui se appelle ajustement du mode VAR, voyager éolienne et cesse de travailler par cinq secondes.

Dans la deuxième expérience, on suppose que l'éolienne a travaillé dans le mode de régulation de tension. La turbine fonctionne pendant toute la période qui sont contenues dans les paramètres de la simulation. Dans la Fig. 9, nous présentons les paramètres de réseau et les résultats de simulation.

Fig. 9 paramètres réseau

Fig. 10 paramètres Turbine

Comme vous pouvez le voir sur les résultats de la simulation à la Fig. 9 et Fig. 10, de cette manière, le système continue de fonctionner et génère de l'énergie dans le système de la puissance d'émission. De Fig. 10 qui représente la turbine de paramètres peut être observé que la vitesse du vent à 14 m/s à partir de trois secondes de la période de simulation. L'angle d'inclinaison augmente jusqu'à 1,2 degrés pour commander la puissance mécanique de la turbine. Il se agit d'un algorithme de sécurité qui est utilisé dans la protection de la turbine éolienne. L'application de la VAR de réglage, Voyage éoliennes et ne se insère pas dans le système d'alimentation en énergie, dû au fait que la protection qui est configuré pour déconnecter la turbine à partir du réseau dans le cas où la tension sur la sortie de la turbine tombe au-dessous de 0,95 pu, réagit et déconnecte la turbine à partir du réseau.

CONCLUSIONS

D'après les résultats des simulations présentées dans la section précédente de cet article conclusion très utile peut être tirée. Parce que la République de Macédoine est dans le besoin constant d'électricité, notre proposition serait de mettre en œuvre les éoliennes dans le système, et devrait fonctionner dans la régulation de tension. L'endroit où vous allez installer les turbines est venteux, et si vous utilisez le mode de contrôle de la VAR, le système aura un grand avantage pour eux. Le mode de régulation de tension est plus tolérant à la différence de l'autre mode, dans lequel les sorties de turbine et se déconnecte du réseau.

(1)
(0)
Article précédent Plaies chevaux de selle

Article suivant Bleu-bagué de poulpe faits

Commentaires - 0

Sans commentaires

Ajouter un commentaire

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Caractères restants: 3000
captcha