Розробка системи керування відбором максимальної потужності автономної вітрової установки із синхронним магнітоелектричним генератором
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263432Ключові слова:
автономна вітроелектрична установка, керування потужністю, синхронний магнітоелектричний генератор, миттєва енергіяАнотація
Об’єктом дослідження є електромеханічні процеси в автономній вітроелектричній установці з магінтоелектирчним генератором.
В реальних умовах швидкість вітру постійно змінюється. Вітроагрегат працює максимально ефективно лише за номінального значення швидкості вітру. При зміні швидкості вітру ефективність перетворення механічної енергії вітру в електричну падає. Керування потужністю електрогенератора при зміні швидкості вітру є актуальною науково-технічною проблемою.
Розроблено та досліджено систему керування відбором максимальної потужності на основі параметрів експериментального зразка синхронного магнітоелектричного генератора. Особливістю синтезованої системи керування є те, що вона розроблена на основі концепції зворотних задач динаміки в поєднанні з мінімізацією локальних функціоналів миттєвих значень енергій. Закон керування забезпечує слабку чутливість до параметричних збурень об'єкта та здійснює динамічну декомпозицію взаємозалежної нелінійної системи, що зумовлює його практичну реалізацію. Отримано перехідні процеси потужності, напруги та струму статора, напруги та струму збудження при зміні швидкості вітру від 3 до 8 м/с, а також при зміні активного електричного опору навантаження.
Отримані результати дослідження підтверджують ефективність роботи системи керування відбором максимальної потужності при зміні швидкості вітру та навантаження. При зміні швидкості вітру в межах 3–8 м/с та навантаження на 50 % ефективність перетворення механічної енергії вітру в електричну зростає на 15–40 % в порівнянні з традиційною магнітоелектричною системою.
Результати дослідження рекомендується до практичного використання в автономних енергоустановках на основі вітроагрегатів з генераторами із постійними магнітами
Посилання
- Gaddi, N. S., Malini, A. V. (2017). Hybrid Wind–Battery System for a Stand-Alone Wind Energy Conversion System. International Journal of Innovative Research in Electrical, Electronics, Instrumentation and Control Engineering, 5 (5), 42–48. doi: https://doi.org/10.17148/ijireeice.2017.5508
- Choudhary, N., Garg, P. (2017). A Result Analysis of Control Scheme for a Stand-Alone Wind Energy Conversion System. IARJSET, 4 (1), 96–99. doi: https://doi.org/10.17148/iarjset.2017.4122
- Tahiri, F. E., Chikh, K., Khafallah, M. (2019). Designing a Fuzzy-PI Controller of a Stand-Alone Wind Energy Conversion System for MPPT. Lecture Notes in Intelligent Transportation and Infrastructure, 1093–1106. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-11196-0_89
- Chuang, N. (2014). Robust H∞ control of variable-speed wind turbines in partial load. 2014 Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC). doi: https://doi.org/10.1109/aupec.2014.6966563
- Kawaguchi, T., Sakazaki, T., Isobe, T., Shimada, R. (2012). Wind turbine generation system with simple rectifier using MERS in current link topology wind farm. 2012 15th International Power Electronics and Motion Control Conference (EPE/PEMC). doi: https://doi.org/10.1109/epepemc.2012.6397511
- Biletskyi, Y. O., Shchur, I. Z., Kuzyk, R.-I. (2021). Passivity-based control system for stand-alone hybrid electrogenerating complex. Applied Aspects of Information Technology, 4 (2), 140–152. doi: https://doi.org/10.15276/aait.02.2021.2
- Shchur, I., Rusek, A., Makarchuk, O., Lis, M. (2013). The simulation model of a synchronous machine with permanent magnets that takes into account magnetic saturation. Przegląd Elektrotechniczny, 4, 102–105. URL: http://pe.org.pl/articles/2013/4/22.pdf
- Kuznetsov, B. I., Nikitina, T. B., Bovdui, I. V. (2020). Multiobjective synthesis of two degree of freedom nonlinear robust control by discrete continuous plant. Tekhnichna Elektrodynamika, 2020 (5), 10–14. doi: https://doi.org/10.15407/techned2020.05.010
- Watil, A., El Magri, A., Lajouad, R., Raihani, A., Giri, F. (2022). Multi-mode control strategy for a stand-alone wind energy conversion system with battery energy storage. Journal of Energy Storage, 51, 104481. doi: https://doi.org/10.1016/j.est.2022.104481
- Lamzouri, F. E., Boufounas, E., El Amrani, A. (2021). Energy management and intelligent power control of a stand‐alone wind energy conversion system with battery storage. International Transactions on Electrical Energy Systems, 31 (9). doi: https://doi.org/10.1002/2050-7038.13003
- Chumack, V., Bazenov, V., Tymoshchuk, O., Kovalenko, M., Tsyvinskyi, S., Kovalenko, I., Tkachuk, I. (2021). Voltage stabilization of a controlled autonomous magnetoelectric generator with a magnetic shunt and permanent magnet excitation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (114)), 56–62. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.246601
- Chumack, V., Tsyvinskyi, S., Kovalenko, M., Ponomarev, A., Tkachuk, I. (2020). Mathemathical modeling of a synchronous generator with combined excitation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (5 (103)), 30–36. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.193495
- Ostroverkhov, M., Chumack, V., Monakhov, Y. (2021). Control System of Autonomous Wind Turbine Based upon Hybrid Excited Synchronous Generator. 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). doi: https://doi.org/10.1109/khpiweek53812.2021.9570018
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Mykola Ostroverkhov, Vadim Chumack, Mykhailo Kovalenko, Iryna Kovalenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
