Lub tshuab tswj cua turbine rau kev ua haujlwm zoo tshaj plaws
Cov cua tshuab (wind turbines) yog ib qho ntawm cov thev naus laus zis tshiab uas loj hlob sai tshaj plaws hauv ntiaj teb. Txawm li cas los xij, kev tsim hluav taws xob los ntawm cua tsis yog tsuas yog txuas cov hniav loj rau cov pej thuam siab xwb. Cua yog random, hloov pauv, thiab cuam tshuam los ntawm cov xwm txheej hauv zos xws li topography, turbulence, thiab kev hloov pauv huab cua txhua hnub. Yog li ntawd, cov tshuab tswj cua tshuab ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev ua kom lub turbine ua haujlwm nyab xeeb, ruaj khov, thiab tsim hluav taws xob ntau tshaj plaws. Tsab xov xwm no tham txog cov tswv yim, cov khoom, cov tswv yim, thiab cov teeb meem ntawm cov tshuab tswj cua tshuab hauv kev ua kom zoo dua.
Vim li cas thiaj tsim nyog muaj lub kaw lus tswj hwm?
Lub hom phiaj tseem ceeb ntawm kev tswj hwm lub tshuab cua tuaj yeem muab faib ua peb yam: (1) kev ntes lub zog ntau tshaj plaws ntawm qhov ceev cua qis mus rau nruab nrab, (2) kev txwv cov khoom siv kho tshuab thiab kev tswj hwm kev nyab xeeb hauv cua siab, thiab (3) kev tswj hwm lub zog zoo thiab kev sib raug zoo nrog lub zog hluav taws xob. Yog tsis muaj kev tswj hwm zoo, cov tshuab cua tuaj yeem ntsib kev ceev dhau, qaug zog vim yog cov khoom siv dynamic, thiab kev hloov pauv ntawm lub zog uas cuam tshuam lub zog hluav taws xob.
Feem ntau, cov turbine ua haujlwm hauv ntau thaj chaw raws li qhov ceev ntawm cua. Thaum lub zog qis dua qhov "txiav", lub turbine tsis ua haujlwm. Nruab nrab ntawm qhov txiav thiab qhov ceev ntsuas, kev tswj hwm tsom mus rau kev siv zog ntau tshaj plaws. Saum qhov ceev ntsuas thiab qhov "txiav tawm", kev tswj hwm tsom mus rau kev tswj hwm lub zog ntsuas thiab tiv thaiv kev puas tsuaj.
Cov khoom tseem ceeb ntawm lub kaw lus tswj hwm
Cov tshuab tswj cua turbine niaj hnub no muaj kev sib xyaw ua ke ntawm cov khoom siv kho vajtse thiab software:
1. Lub Sensor
Cov turbines xav tau cov ntaub ntawv tiag tiag xws li cua ceev thiab kev taw qhia (anemometer thiab cua vane), rotor ceev, hniav pitch, generator tam sim no / voltage, kev co, gearbox kub, thiab hydraulic lossis hluav taws xob system mob. Ntawm cov turbines loj dua, ntxiv sensors xws li nacelle accelerometers thiab hniav load sensors pab tswj kev thauj khoom.
2. Tus ua haujlwm
Cov actuators tseem ceeb muaj xws li:
- Lub kaw lus suab: hloov lub kaum sab xis ntawm cov hniav mus rau cua kom tswj tau qhov nqa thiab aerodynamic torque.
- Yaw system: tig lub nacelle kom lub rotor tig mus rau qhov cua.
– Lub tshuab hluav taws xob/converter: tswj lub zog electromagnetic torque thiab qhov ceev ntawm rotor los ntawm kev tswj lub converter.
- Lub kaw lus nres: aerodynamic nres (pitch mus rau feather) thiab mechanical nres ua kev tiv thaiv.
3. Tus Tswj (PLC/Tus Tswj Kev Lag Luam)
Lub hlwb ntawm lub kaw lus tswj hwm ua cov ntaub ntawv sensor, ua cov algorithms, muab cov lus txib rau cov actuators, thiab tswj cov hom kev ua haujlwm (pib, ib txwm, tswj cua daj cua dub, kaw thaum muaj xwm txheej ceev). Lub maub los kuj txuas nrog lub kaw lus SCADA rau kev saib xyuas deb.
Cov tswv yim tswj hwm rau kev ua kom lub zog zoo dua
1. Kev tswj lub zog ntawm lub tshuab hluav taws xob (qis dua qhov ntsuas)
Thaum cua hlob qeeb mus rau nruab nrab, lub hom phiaj yog kom ua tiav qhov sib piv ntawm qhov ceev thiab qhov siab tshaj plaws - qhov sib piv ntawm qhov ceev ntawm lub hau hniav thiab qhov ceev ntawm cua - uas ua rau lub zog coefficient (Cp) siab tshaj plaws. Ib txoj kev npaj uas siv ntau yog Maximum Power Point Tracking (MPPT). Hais yooj yim, tus maub los tswj lub zog ntawm lub tshuab hluav taws xob kom qhov ceev ntawm lub rotor ua raws li qhov nkhaus zoo tshaj plaws nrog cua.
Cov txheej txheem MPPT tuaj yeem ua raws li:
- Raws li qauv: siv cov qauv aerodynamic thiab cov kev teeb tsa turbine.
- Kev tshawb nrhiav: kho qhov chaw teeb tsa maj mam (ua kom ntxhov siab thiab saib xyuas) kom pom lub zog siab tshaj plaws.
- Raws li kev kwv yees: siv cov kev kwv yees ceev cua los ntawm cov hloov pauv rotor thiab generator.
Qhov zoo ntawm kev tswj lub zog torque yog kev teb sai thiab kev ua haujlwm zoo, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv cov turbines nrog cov converters puv ntoob uas tuaj yeem tswj tau qhov ceev sib txawv.
2. Kev tswj suab (saum toj no ntsuas)
Thaum cua ceev tshaj qhov ceev uas tau teev tseg, cov turbines yuav tsim hluav taws xob ntau dhau thiab thauj khoom ntau dhau. Hauv thaj chaw no, lub tswv yim tseem ceeb yog pitch-to-feather, uas cuam tshuam nrog kev nce lub kaum sab xis kom txo qhov aerodynamic rub thiab tswj lub zog tso zis tas li ntawm tus nqi teev tseg.
Kev tswj hwm suab feem ntau siv PID maub los lossis lwm yam kev hloov pauv ntawm nws. Qhov teeb meem yog tias cov hniav dynamics thiab cov actuators suab muaj kev ncua thiab cov kev txwv ntawm suab. Yog tias kev tswj hwm nruj dhau, kev co tuaj yeem tshwm sim; yog tias qeeb dhau, lub rotor tuaj yeem ua kom ceev dhau. Yog li ntawd, ntau lub turbines siv kev teem sijhawm nce: cov kev tswj hwm raug hloov pauv raws li cov xwm txheej ua haujlwm (piv txwv li, rotor ceev lossis lub kaum sab xis suab).
Kev tswj hwm yaw rau kev ntes lub zog ntau dua
Yaw ua kom lub rotor tig mus rau cua. Qhov yuam kev ntawm Yaw txo qis lub zog vim tias qhov khoom siv cua zoo ntawm lub rotor raug txo qis. Txawm li cas los xij, yaw kuj tsim cov khoom thauj ntxiv vim tias kev txav mus los ntawm yaw ntau zaus tuaj yeem ua rau yaw iav hnav ntau dua thiab ua rau cov khoom hnyav ntxiv vim yog qhov tsis sib xws ntawm lub cev.
Cov tswv yim ua kom Yaw zoo dua sim ua kom sib npaug:
- Ua kom muaj zog ntau tshaj plaws (txo qhov yuam kev yaw),
- Txo qhov kev ua ub ua no ntawm yaw (tsis txhob txav mus los thaum cua hloov pauv),
- Tswj cov khoom thauj ntawm lub nacelle thiab cov qauv tower.
Cov algorithms niaj hnub no tuaj yeem suav nrog cov lim cua, cov deadbands (cheeb tsam kam rau siab), thiab kev txiav txim siab uas suav nrog qhov turbulence.
Kev tswj hwm qhov hnyav thiab lub neej ntawm cov khoom
Kev ua kom zoo dua tsis yog hais txog kev tsim hluav taws xob xwb, tab sis kuj yog hais txog kev muaj thiab kev saib xyuas. Cov khoom thauj khoom ntawm cov hniav, cov hubs, cov gearboxes, cov bearings, thiab cov towers yog qhov ua rau cov khoom siv qaug zog. Cov txheej txheem tswj hwm pab txhawb kev txo qhov hnyav los ntawm ntau txoj hauv kev:
1. Kev Tswj Xyuas Lub Suab Ib Leeg (IPC)
Hauv lub turbine peb-hniav, txhua lub hniav tuaj yeem tswj tau ywj pheej kom txo cov khoom tsis sib npaug los ntawm kev txiav (cua ceev nce nrog qhov siab) thiab cua daj cua dub. IPC ua tau zoo txo cov khoom qaug zog ntawm cov hauv paus hniav thiab lub pej thuam, tab sis ua rau kev tswj hwm nyuaj dua thiab qhov xav tau cov actuators teb tau zoo dua.
2. Kev tswj hwm lub zog ntawm lub pej thuam
Kev tswj lub suab lossis lub zog torque siv tau los txo qhov kev co ntawm lub pej thuam, tshwj xeeb tshaj yog ntawm cov zaus ntuj ntawm lub tsev. Qhov no txo qhov kev co thiab ua rau lub tsev siv tau ntev dua.
3. Kev tswj hwm torsional ntawm Drivetrain
Kev tswj lub zog ntawm lub tshuab hluav taws xob tuaj yeem txo cov kev co torsional hauv lub tshuab tsav, tshwj xeeb tshaj yog thaum muaj kev cuam tshuam ntawm lub grid lossis kev hloov pauv cua tam sim ntawd, yog li tiv thaiv lub gearbox thiab clutch.
Kev koom ua ke nrog lub network hluav taws xob (kev txhawb nqa grid)
Cov tshuab cua niaj hnub no tsis yog tsuas yog "ua raws" lub grid xwb, tab sis kuj muab kev txhawb nqa. Cov lej grid feem ntau xav tau:
- Kev tswj hwm lub zog nquag: txwv qhov nrawm ntawm kev nce toj kom tsis txhob hloov pauv lub zog sai dhau.
- Kev tswj fais fab/voltage reactive: pab tswj qhov voltage ntawm qhov chaw txuas (PCC).
– Kev Caij Tsheb Mus Txog Qhov Txhaum (FRT): tseem txuas nrog thaum muaj teeb meem hluav taws xob ib ntus, suav nrog lub peev xwm txhaj cov hluav taws xob rov qab los txhawb kev rov qab hluav taws xob.
Qhov no yuav tsum tau muaj kev sib koom tes ntawm kev tswj hwm turbine, lub tshuab hloov hluav taws xob, thiab kev tiv thaiv hluav taws xob kom ntseeg tau tias kev ua haujlwm ruaj khov yam tsis muaj kev puas tsuaj rau cov khoom.
Lub luag haujlwm ntawm SCADA, cov ntaub ntawv, thiab kev txawj ntse cuav
SCADA ua rau muaj kev soj ntsuam kev ua tau zoo, kev ceeb toom, thiab kev tshuaj xyuas qhov sib txawv. Nrog cov ntaub ntawv keeb kwm, cov neeg ua haujlwm tuaj yeem:
- Kev saib xyuas qhov xwm txheej: pom kev nce ntxiv ntawm kev co ntawm lub gearbox, qhov kub ntawm lub bearing, lossis qhov tsis zoo ntawm lub generator.
- Kev txij nkawm ua ntej: kwv yees qhov ua tsis tiav ua ntej lawv tshwm sim kom txo qhov downtime.
- Kev ua haujlwm zoo tshaj plaws: piv cov kab hluav taws xob tiag tiag piv rau cov kab siv los nrhiav kev puas tsuaj ntawm aerodynamic (piv txwv li av ntawm cov hniav) lossis qhov yuam kev ntawm lub sensor.
Kev txawj ntse cuav thiab kev kawm tshuab tau pib siv rau kev kwv yees cua zoo, kev kuaj pom qhov tsis zoo, kev kho kom zoo dua qub raws li cua, thiab kev teem sijhawm txij nkawm. Txawm hais tias muaj kev cia siab, lawv daim ntawv thov yuav tsum tau ceev faj, vim tias cov qauv tsav los ntawm cov ntaub ntawv yuav tsum nyob ruaj ntseg thiab piav qhia tau hauv cov kab ke tseem ceeb.
Cov teeb meem thiab cov lus qhia kev loj hlob
Qee qhov teeb meem tseem ceeb hauv kev tswj hwm lub zog cua suav nrog kev kub ntxhov siab hauv qhov chaw nyuaj (roob lossis ntug dej hiav txwv), kev sib cuam tshuam ntawm cov turbines hauv lub teb cua (qhov cuam tshuam ntawm kev sawv), thiab qhov xav tau kom txo tus nqi zog (LCOE). Yav tom ntej, kev tswj hwm yuav tsom mus rau:
- Kev tswj hwm lub zog cua: kho qhov yaw/pitch ntawm cov turbines kom zoo tshaj plaws rau tag nrho cov khoom tsim tawm ntawm lub teb, tsis yog ib lub turbine xwb.
- Kev tswj hwm siab heev: xws li Model Predictive Control (MPC) los tswj cov kev txwv ntawm actuator thiab kwv yees qhov kev hloov pauv cua.
- Kev tswj hwm los ntawm Lidar: siv cov sensors lidar los "pom" cua nyob rau pem hauv ntej ntawm lub rotor, muab lub sijhawm kwv yees rau lub suab thiab lub zog torque kom txo cov khoom thauj siab tshaj plaws.
Xaus
Cov txheej txheem tswj cua turbine yog qhov tseem ceeb rau kev ua haujlwm zoo tshaj plaws vim tias lawv tswj hwm seb lub turbine teb li cas rau cov cua hloov pauv. Los ntawm kev sib xyaw ua ke ntawm kev tswj torque rau MPPT, kev tswj pitch rau kev txwv lub zog thiab kev nyab xeeb, kev tswj yaw rau kev taw qhia rotor, thiab cov tswv yim txo qhov hnyav, cov turbines tuaj yeem tsim hluav taws xob ntau dua nrog kev pheej hmoo qis dua ntawm kev puas tsuaj. Ua ke nrog kev txhawb nqa grid thiab kev siv cov ntaub ntawv SCADA, cov kev tswj niaj hnub tsis yog tsuas yog ua rau muaj kev tsim khoom ntau ntxiv tab sis kuj txuas ntxiv lub neej ntawm cov khoom thiab txo cov nqi khiav lag luam. Nrog rau kev txhim kho ntawm cov sensors, cov txheej txheem tswj hwm siab heev, thiab kev ua liaj ua teb-qib kev ua liaj ua teb, cov turbines cua yuav dhau los ua qhov txhim khu kev qha ua tus txha nraub qaum ntawm kev hloov pauv hluav taws xob huv.
