вітрогенератор

В роботі розроблена та досліджена в MATLAB модель автономного асинхронного генератора з інвертором у колі фазного ротора та самозбудженням для вітрової установки. В системі застосований  інвертор зі скалярним керуванням та незалежним живленням, а також врахована нелінійна крива намагнічування асинхронного генератора. Регулювання напруги та частоти розділене. Розроблена модель дозволила провести дослідження в режимі самозбудження для різних частот живлення ротора.

Через швидке виснаження запасів вичерпних енергоресурсів та загострення екологічних криз, спричинених глобальним потеплінням, людство активно шукає альтернативи у вигляді відновлюваних джерел енергії. Вони не лише стають невід’ємною частиною сучасної енергетичної галузі, але й виступають основою для побудови стійкого майбутнього. Серед цих джерел особливу увагу привертає енергія вітру, яка є однією з найперспективніших як для держав із розвинутою економікою, так і для приватних інвесторів, зацікавлених у довготривалих «зелених» проєктах.

Унаслідок стрімкого вичерпання запасів викопних енергоресурсів, а також загострення проблем, пов’язаних із глобальним потеплінням, людство все більше звертає увагу на відновлювані джерела енергії. Вони не лише стають важливим елементом сучасної енергетики, але й формують основу для сталого розвитку майбутнього. Вітроенергетика, як одне з найдоступніших джерел відновлюваної енергії, викликає все більший інтерес з боку як урядів розвинених країн, так і приватних інвесторів.

У цій статті досліджено еволюцію стратегій керування вітроелектростанціями (ВЕС), починаючи з простих стратегій, спрямованих на оптимізацію роботи окремих вітрових турбін, до розробки складніших систем, що керують ВЕС як єдиними цілісними об'єктами. Окрема увага приділяється ключовим вимогам до систем керування ВЕС та аналізу структури ВЕС у контексті їх інтеграції в загальну енергосистему. Вивчено основні цілі систем керування ВЕС, проведено детальний огляд та аналіз стратегій керування, над якими активно ведуться наукові дослідження.

Схематично відображено умови вибору точки під’єднання вітрових електричних станцій (ВЕС) до електроенергетичних систем та описано умови, які повинні бути виконані для забезпечення їх сумісної роботи. Проаналізовано ефекти інтеграції ВЕС в електроенергетичні системи на локальному (місцевому) та загальному рівнях. Розгля- нуто вимоги міжнародних стандартів до регулювання частоти електроенергетичних систем з вітровими електричними станціями.

Розвиток національної вітроенергетики в Україні стикається з рядом проблем через відсутність у достатніх обсягах інформації про особливості режимів роботи вітростанцій в реальних умовах. Це стосується показників вітрових навантажень в різних регіонах, оцінки продуктивності вітрових електростанцій з різнотипними вітрогенераторами. Одною з важливих характеристик потенційних можливостей роботи вітростанції в енергосистемі є час та коефіцієнт використання встановленої потужності, що широко застосовуються в задачах проектування електростанцій.

На основі спрощеної кінематичної схеми горизонтально-осьової вітроустановки та з використанням рівнянь Лагранжа другого роду побудовано диференціальне рівняння обертального руху вітроколеса за дії на нього аеродинамічного моменту та моменту опору (навантаження). Визначення параметрів руху та побудова відповідних часових діаграм проводилися з урахуванням змінної у часі швидкості повітряного потоку.