Systém výroby energie – základní systém pro přeměnu kapacity větrných turbín

Pro přeměnu mechanické energie na střídavý proud, aby splňovaly standard sítě, musí být větrné turbíny vybaveny systémem přeměny energie, pomocí kterého se mechanická energie obsažená ve větrné turbíně s měnící se rychlostí přeměňuje na stabilní střídavý proud v souladu s napětím sítě a frekvenční parametry, nazýváme tento systém přeměny energie systém výroby energie.

Existují různé typy systémů výroby energie pro moderní velké větrné turbíny. Různé společnosti vyrábějící větrné turbíny si zvolily různé technické cesty a vyvinuly a vyrobily větrné turbíny s různými typy systémů výroby energie, takže jsme viděli větrné turbíny s různými tvary a interiéry.

Podle typu hnacího řetězce lze typy větrných turbín rozdělit do tří kategorií: vysokorychlostní pohon, středorychlostní pohon a přímý pohon, kde vysokorychlostní pohonné systémy pro výrobu energie zahrnují hlavně asynchronní systémy výroby energie s dvojitým napájením a asynchronní výkon s veverkovou klecí. generační systémy, modely, které nazýváme asynchronní generátorové soustrojí s dvojitým napájením a asynchronní generátorové soustrojí s veverkovou klecí; středorychlostní pohon nazýváme také polopřímý pohon, systémy pro výrobu energie pro systémy výroby energie s permanentními magnety, modely, kterým říkáme modely s polopřímým pohonem. Nízkorychlostní systém generování pohonu je systém generující permanentní magnet.

Přestože existuje mnoho typů systémů na výrobu energie, jejich složení konfigurace jádra je podobné. Základními součástmi systémů pro výrobu energie jsou generátory a konvertory. Na základě rozdílů ve struktuře hnacího řetězce a rozdílů v generátorech a konvertorech se vyvinuly různé systémy výroby energie, které byly úspěšně aplikovány na větrné turbíny.

Jednou z hlavních součástí systému výroby energie větrné turbíny je generátor, který přeměňuje mechanickou energii na střídavý proud generátorem. Hlavními typy generátorů jsou synchronní generátory s permanentními magnety, asynchronní indukční generátory s dvojitým napájením a generátory s kotvou nakrátko; různé typy generátorů jsou vhodné pro různé typy struktur hnacího řetězu. Vzhledem k nestabilní povaze větru je frekvence a napětí střídavého proudu z generátoru nestabilní, takže systém výroby elektrické energie musí být také vybaven dalším základním prvkem.

Tato další základní součást je převodník. Větrné turbíny převádějí frekvenčně a napěťově nestabilní elektřinu z generátoru na frekvenčně a napěťově stabilní elektřinu, která splňuje standardy sítě, prostřednictvím konvertoru, který je k dispozici hlavně jako konvertor s plným výkonem a konvertor s dvojitým napájením. Různé typy generátorů musí být nakonfigurovány s různými měniči, aby bylo dosaženo stabilní kvality výroby energie, řízení výroby energie, řízení točivého momentu a dalších funkcí.

Jaká je tedy hlavní konfigurace modelu větrné energetiky pro systémy výroby energie? Následuje úvod ke každému z nich, který vám poskytne makro pohled na typy systémů výroby energie, jejich hlavní konfigurace a scénáře aplikací.

Asynchronní systémy na výrobu energie s dvojitým napájením

Asynchronní generátory s dvojitým napájením plus konvertory s dvojitým napájením

Typ hnacího řetězce asynchronní větrné turbíny s dvojitým napájením je vysokorychlostní pohon a jeho systém výroby energie je systém asynchronní výroby energie s dvojitým napájením, který se skládá z asynchronního generátoru s dvojitým napájením a měniče s dvojitým napájením.

Oběžné kolo jednotky s dvojitým napájením je připojeno k rotoru asynchronního generátoru s dvojitým napájením přes převodovku zvyšující otáčky. Frekvence, napětí, amplituda a fáze buzení vinutí rotoru jsou automaticky upravovány měničem podle provozních požadavků, takže jednotka může vyrábět elektřinu při různých rychlostech s konstantní frekvencí, což má výhody širokého rozsahu otáček regulace, nezávislé nastavení činného a jalového výkonu, malý výkon měniče buzení rotoru (asi 1/3 jmenovitého výkonu generátoru), vysoké otáčky, malý kroutící moment, malé rozměry a hmotnost, velký poměr nárůstu otáček převodovky, generátor se sběracími kroužky a kartáči do jisté míry ovlivňují spolehlivost. V současné době jsou jednotky s dvojitým napájením nejběžnějšími větrnými turbínami.

Asynchronní systémy výroby energie ve veverčí kleci

Asynchronní generátory s veverkovou klecí plus měniče s plným výkonem

Ve srovnání s asynchronními větrnými turbínami s dvojitým napájením je hlavním rozdílem mezi systémy výroby energie asynchronních větrných turbín s veverkovou klecí to, že rotor generátoru je uzavřená klecová konstrukce, která nevyžaduje konstrukce, jako jsou kartáče a sběrací kroužky, a vinutí statoru generátoru. jsou propojeny přes plnovýkonový měnič. Asynchronní generátor s kotvou nakrátko nemá vyhrazenou strukturu buzení a je napájen buzením přes měnič na straně statoru pro dosažení proměnných otáček a řízení konstantní frekvence. Klecové asynchronní větrné systémy mají výhody vysoké spolehlivosti a širokého rozsahu regulace rychlosti. Asynchronní generátory s kotvou nakrátko vyžadují měnič s plným výkonem a veškerá energie musí být převedena přes měnič, takže cena měniče je vyšší než u měniče s dvojitým napájením, i když někteří výrobci přijali asynchronní systémy výroby energie s kotvou nakrátko u modelů na moři kvůli jejich vysoká spolehlivost.

Synchronní systémy výroby energie s permanentním magnetem s přímým pohonem

Generátor s přímým pohonem plus měnič na plný výkon

Generátorový systém je synchronní systém výroby energie s permanentními magnety, který je rozdělen na generátor s permanentními magnety s přímým pohonem, generátor s polopřímým pohonem s permanentními magnety a vysokorychlostní generátor s permanentními magnety podle různých hnacích řetězců a průmysl větrné energie. používá hlavně generátor s permanentním magnetem s přímým pohonem a generátor s permanentním magnetem s polopřímým pohonem

Oběžné kolo PMG je přímo připojeno ke generátoru, což eliminuje potřebu pomocné převodovky a rotor je buzen permanentním magnetem, což eliminuje potřebu externího buzení a snižuje ztráty buzením. Generátor jednotky přímého pohonu PMG je připojen k síti přes plnovýkonový měnič, který má výhody vysoké účinnosti, nízké hlučnosti a nízkonapěťové průchodnosti; synchronní generátor PMG má velký počet pólových párů a je větší co do velikosti a hmotnosti.

Každý z těchto systémů má své výhody a nevýhody a různé společnosti vyrábějící větrné turbíny si vybírají typ systému na základě svého výběru technologie a nákladů, jakož i svého úsudku o trhu, a vyvíjejí větrné turbíny, které odpovídají typu systému. .