ຄວາມສຳຄັນຂອງລະບົບຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງສຳລັບປະສິດທິພາບຂອງກັງຫັນລົມ
ກັງຫັນລົມແມ່ນໜຶ່ງໃນເຕັກໂນໂລຊີພະລັງງານທົດແທນທີ່ມີການເຕີບໂຕໄວທີ່ສຸດໃນໂລກ. ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງຂອງໃບພັດລົມຍັກທີ່ເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍແມ່ນລະບົບຄວບຄຸມທີ່ສັບສົນເຊິ່ງຮັບປະກັນວ່າກັງຫັນເຮັດວຽກຢ່າງປອດໄພ, ໝັ້ນຄົງ ແລະ ຜະລິດໄຟຟ້າໄດ້ດີທີ່ສຸດ. ອົງປະກອບຫຼັກໃນການເຮັດວຽກຂອງກັງຫັນລົມທີ່ທັນສະໄໝແມ່ນລະບົບຄວບຄຸມລະດັບສຽງ, ເຊິ່ງເປັນກົນໄກທີ່ຄວບຄຸມມຸມໂຈມຕີຂອງໃບພັດທຽບກັບລົມ. ມຸມນີ້ກຳນົດວ່າພະລັງງານລົມສາມາດປ່ຽນເປັນພະລັງງານກົນຈັກ ແລະ ພະລັງງານໄຟຟ້າໄດ້ຫຼາຍປານໃດ, ພ້ອມທັງປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ກັງຫັນໂຫຼດເກີນໃນລະຫວ່າງລົມແຮງ.
ເຂົ້າໃຈແນວຄວາມຄິດຂອງ pitch ໃນກັງຫັນລົມ
ເວົ້າງ່າຍໆ, “pitch” ໝາຍເຖິງການໝູນຂອງໃບກັງຫັນຕາມແກນຕາມລວງຍາວຂອງມັນ, ປ່ຽນມຸມຂອງໃບກັງຫັນໄປຕາມລົມ. ໃນກັງຫັນລົມແກນນອນທີ່ນິຍົມໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ (HAWT), ໃບກັງຫັນເຮັດໜ້າທີ່ຄ້າຍຄືກັບປີກເຮືອບິນ: ເມື່ອລົມຜ່ານພວກມັນ, ພວກມັນຈະສ້າງແຮງຍົກ, ເຊິ່ງຂັບເຄື່ອນ rotor. ຖ້າມຸມຂອງໃບກັງຫັນນ້ອຍເກີນໄປ, ແຮງຍົກທີ່ສ້າງຂຶ້ນຈະບໍ່ສູງສຸດ, ແລະກັງຫັນຈະສູນເສຍທ່າແຮງການຜະລິດຂອງມັນ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຖ້າມຸມໃຫຍ່ເກີນໄປ, ກະແສລົມອາດຈະຢຸດ (ແຍກອອກຈາກໜ້າໃບກັງຫັນ), ເພີ່ມຄວາມວຸ້ນວາຍ, ເພີ່ມພາລະໂຄງສ້າງ, ແລະ ຫຼຸດປະສິດທິພາບ.
ເນື່ອງຈາກຄວາມໄວລົມມີການປ່ຽນແປງຢູ່ຕະຫຼອດເວລາ, ກັງຫັນລົມຈຶ່ງບໍ່ສາມາດອີງໃສ່ຕຳແໜ່ງຂອງໃບພັດທີ່ຄົງທີ່. ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ການຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງຈຶ່ງມີຄວາມສຳຄັນ: ມັນຮັບປະກັນວ່າໃບພັດຢູ່ໃນມຸມທີ່ດີທີ່ສຸດສະເໝີສຳລັບສະພາບລົມທີ່ມີຢູ່.
ບົດບາດຂອງການຄວບຄຸມລະດັບສຽງໃນການເພີ່ມປະສິດທິພາບການຜະລິດພະລັງງານ
ເປົ້າໝາຍຫຼັກຂອງກັງຫັນລົມແມ່ນເພື່ອເກັບກຳພະລັງງານລົມໃຫ້ໄດ້ຫຼາຍເທົ່າທີ່ຈະຫຼາຍໄດ້ພາຍໃນຂອບເຂດການອອກແບບຂອງມັນ. ລະບົບຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງມີບົດບາດສຳຄັນໃນການຮັກສາກັງຫັນໃຫ້ເຮັດວຽກຢູ່ໃນລະດັບສຳປະສິດພະລັງງານທີ່ໃກ້ຄຽງກັບລະດັບທີ່ດີທີ່ສຸດ (Cp). ໃນຄວາມໄວລົມຕໍ່າຫາປານກາງ, ການຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງຊ່ວຍໃຫ້ໃບພັດຮັກສາມຸມໂຈມຕີທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ຊ່ວຍໃຫ້ rotor ສາມາດບັນລຸການໝູນທີ່ດີທີ່ສຸດ.
ໃນກັງຫັນທີ່ທັນສະໄໝທີ່ມີເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມໄວປ່ຽນແປງໄດ້, ຍຸດທະສາດທົ່ວໄປແມ່ນການຕັ້ງຄ່າກັງຫັນໃຫ້ເຮັດວຽກໃນອັດຕາສ່ວນຄວາມໄວປາຍທີ່ໃກ້ຄຽງກັບທີ່ດີທີ່ສຸດ - ອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງຄວາມໄວປາຍໃບພັດ ແລະ ຄວາມໄວລົມ. ການຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງເຮັດວຽກຮ່ວມກັບລະບົບຄວບຄຸມແຮງບິດຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າເພື່ອຮັກສາສະພາບນີ້. ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນຜົນຜະລິດພະລັງງານປະຈຳປີ (AEP) ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ໂດຍສະເພາະໃນສະຖານທີ່ທີ່ມີການປ່ຽນແປງຂອງລົມສູງ.
ຖ້າບໍ່ມີການຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງທີ່ເໝາະສົມ, ກັງຫັນອາດຈະປະສົບກັບການຜະລິດພະລັງງານທີ່ຜັນຜວນ ຫຼື ເຮັດວຽກຕໍ່າກວ່າທ່າແຮງສູງສຸດຂອງມັນຫຼາຍ. ໃນລະດັບຟາມກັງຫັນລົມ, ການປັບປຸງປະສິດທິພາບເລັກນ້ອຍຕໍ່ກັງຫັນສາມາດສົ່ງຜົນໃຫ້ການຜະລິດເພີ່ມເຕີມທີ່ມີຄວາມສຳຄັນທາງດ້ານເສດຖະກິດ.
ຮັກສາພະລັງງານໃຫ້ໝັ້ນຄົງໃນລົມແຮງ
ກັງຫັນລົມມີຂີດຈຳກັດການດຳເນີນງານທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມຄວາມໄວລົມທີ່ກຳນົດໄວ້. ສູງກວ່າຄວາມໄວນີ້, ກັງຫັນບໍ່ສາມາດສືບຕໍ່ເພີ່ມພະລັງງານໄດ້ຢ່າງບໍ່ມີກຳນົດ ເພາະວ່າເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ ແລະ ອົງປະກອບກົນຈັກມີຄວາມອາດສາມາດທີ່ແນ່ນອນ. ນີ້ແມ່ນບ່ອນທີ່ການຄວບຄຸມລະດັບສຽງມີບົດບາດ: ເມື່ອລົມແຮງກວ່າຄ່າທີ່ກຳນົດໄວ້, ລະບົບລະດັບສຽງຈະ "ຫັນ" ໃບພັດໄປທາງ "ຂົນນົກ" (ຫຼຸດມຸມໂຈມຕີ) ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການຍົກ ແລະ ຮັກສາຜົນຜະລິດພະລັງງານທີ່ປອດໄພ.
ຄວາມສາມາດໃນການຮັກສາຜົນຜະລິດໃນລະດັບພະລັງງານທີ່ກຳນົດໄວ້ເຮັດໃຫ້ກັງຫັນ:
1. ຫຼີກລ່ຽງແຮງບິດທີ່ເກີນ ແລະ ຄວາມຮ້ອນເກີນໄປຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ,
2. ຫຼຸດຜ່ອນພາລະກົນຈັກໃນກ່ອງເກຍ (ຖ້າມີ),
3. ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອົງປະກອບລະບົບຂັບເຄື່ອນ,
4. ຮັກສາສະຖຽນລະພາບຂອງການສະໜອງພະລັງງານໃຫ້ກັບເຄືອຂ່າຍ.
ການຄວບຄຸມລະດັບສຽງທີ່ຕອບສະໜອງໄດ້ ແລະ ຖືກຕ້ອງໝາຍຄວາມວ່າກັງຫັນສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງປອດໄພໃນຄວາມໄວລົມສູງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຊົ່ວໂມງເຮັດວຽກເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ການຜະລິດປະຈຳປີດີຂຶ້ນ.
ການປົກປ້ອງຈາກການໂຫຼດທີ່ຮຸນແຮງ ແລະ ຄວາມປອດໄພຂອງກັງຫັນ
ລົມບໍ່ພຽງແຕ່ປ່ຽນແປງຊ້າໆເທົ່ານັ້ນ; ມັນຍັງສາມາດມາໃນຮູບແບບຂອງລົມພັດແຮງ, ລົມປັ່ນປ່ວນ, ຫຼື ສະພາບອາກາດທີ່ຮຸນແຮງເຊັ່ນ: ພາຍຸ. ກັງຫັນຕ້ອງສາມາດຕ້ານທານກັບການໂຫຼດແບບໄດນາມິກທີ່ສຳຄັນ. ການຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງເປັນກົນໄກປ້ອງກັນຫຼັກເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການໂຫຼດເຫຼົ່ານີ້.
ເມື່ອລະບົບກວດພົບຄວາມໄວລົມຫຼາຍເກີນໄປ, ການສັ່ນສະເທືອນຜິດປົກກະຕິ, ຫຼື ຄວາມໄວເກີນຂອງ rotor, ການຄວບຄຸມ pitch ສາມາດ pitch-to-feather ໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການຕ້ານທາງອາກາດ ແລະ ເຮັດໃຫ້ rotor ຊ້າລົງ. ນີ້ແມ່ນສິ່ງສຳຄັນເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມເສຍຫາຍທາງໂຄງສ້າງຕໍ່ໃບພັດ, hub, nacelle, ແລະ tower. ໃນສະຖານະການສຸກເສີນ, ລະບົບ pitch ມັກຈະເປັນສ່ວນໜຶ່ງຂອງການອອກແບບທີ່ປອດໄພເພື່ອໃຫ້ໃບພັດເຄື່ອນທີ່ໄປສູ່ຕຳແໜ່ງ "ປອດໄພ" ໃນລະຫວ່າງການລົບກວນ.
ດັ່ງນັ້ນ, ການຄວບຄຸມລະດັບສຽງບໍ່ພຽງແຕ່ກ່ຽວກັບປະສິດທິພາບເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບຄວາມປອດໄພໃນການດຳເນີນງານອີກດ້ວຍ.
ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມອິດເມື່ອຍຂອງວັດສະດຸ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບຳລຸງຮັກສາ
ກັງຫັນລົມເຮັດວຽກເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປີດກວ້າງ ແລະ ຮຸນແຮງ. ວົງຈອນການໂຫຼດຊ້ຳໆເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມອິດເມື່ອຍໃນວັດສະດຸຂອງໃບມີດ, ສະກູ, ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ ແລະ ໂຄງສ້າງຫໍຄອຍ. ການຄວບຄຸມຄວາມສູງທີ່ດີສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການປ່ຽນແປງຂອງການໂຫຼດໄດ້ໂດຍການເຮັດໃຫ້ແຮງທາງອາກາດທີ່ກະທຳຕໍ່ rotor ມີຄວາມໝັ້ນຄົງ.
ກັງຫັນບາງອັນໃຊ້ການຄວບຄຸມຄວາມສູງຂອງກັງຫັນແຍກຕ່າງຫາກ, ເຊິ່ງຄວບຄຸມຄວາມສູງຂອງແຕ່ລະໃບພັດແຍກຕ່າງຫາກ (ແທນທີ່ຈະພ້ອມກັນ). ເຕັກນິກນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການໂຫຼດທີ່ບໍ່ສົມມາດທີ່ເກີດຈາກແຮງຕັດຂອງລົມ (ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມໄວລົມກັບຄວາມສູງ), ຄວາມວຸ້ນວາຍ, ຫຼື ເງົາຂອງຫໍຄອຍ. ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນການຫຼຸດຜ່ອນການໂຫຼດຄວາມອິດເມື່ອຍໃນອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນ, ເຊິ່ງໃນທີ່ສຸດ:
- ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງໃບມີດ ແລະ ແບຣິ່ງ,
– ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຖີ່ຂອງການກວດກາ ແລະ ການປ່ຽນແທນອົງປະກອບຕ່າງໆ,
- ຫຼຸດຜ່ອນເວລາຢຸດເຮັດວຽກ,
– ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານ ແລະ ບຳລຸງຮັກສາ (O&M).
ຜົນກະທົບແມ່ນສັງເກດເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຫຼາຍ ເມື່ອພິຈາລະນາວ່າ O&M ເປັນອົງປະກອບຕົ້ນທຶນຫຼັກໃນໂຄງການພະລັງງານລົມ.
ວິທີການເຮັດວຽກຂອງລະບົບຄວບຄຸມລະດັບສຽງ
ໂດຍທົ່ວໄປ, ລະບົບຄວບຄຸມລະດັບສຽງປະກອບດ້ວຍ:
1. ເຊັນເຊີ ແລະ ລະບົບການວັດແທກ: ເຄື່ອງວັດຄວາມໄວລົມສຳລັບຄວາມໄວລົມ, ກັງຫັນລົມສຳລັບທິດທາງລົມ, ເຊັນເຊີການໝຸນຂອງ rotor, ເຊັນເຊີແຮງບິດ, ອຸນຫະພູມ ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນ.
2. ຕົວຄວບຄຸມ: ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນອີງໃສ່ PLC ຫຼື ລະບົບຄວບຄຸມອຸດສາຫະກໍາທີ່ໃຊ້ອັລກໍຣິທຶມເພື່ອກໍານົດມຸມ pitch ທີ່ດີທີ່ສຸດ ແລະ ການຕອບສະໜອງສຸກເສີນ.
3. ຕົວກະຕຸ້ນແບບ Pitch: ເຄື່ອນຍ້າຍໃບມີດຕາມຄຳສັ່ງຂອງຕົວຄວບຄຸມ. ຕົວກະຕຸ້ນສາມາດເປັນລະບົບໄຮໂດຼລິກ ຫຼື ໄຟຟ້າ.
4. ລະບົບພະລັງງານ ແລະ ລະບົບສຳຮອງ: ປະກອບມີແບັດເຕີຣີ/ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າ ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າສາຍໄຟສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄປສູ່ຕຳແໜ່ງທີ່ປອດໄພໄດ້ເມື່ອພະລັງງານຫຼັກຖືກສູນເສຍ.
ໃນທາງປະຕິບັດ, ຕົວຄວບຄຸມຄິດໄລ່ຄວາມຕ້ອງການຂອງສຽງກັງຫັນໂດຍອີງໃສ່ພະລັງງານເປົ້າໝາຍ, ຄວາມໄວຂອງ rotor, ແລະ ຂີດຈຳກັດການໂຫຼດ. ເມື່ອລົມປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາ, ການຄວບຄຸມສຽງກັງຫັນຕ້ອງດຸ່ນດ່ຽງສອງຢ່າງຄື: ການຕອບສະໜອງໄວພໍທີ່ຈະປົກປ້ອງກັງຫັນ, ແຕ່ບໍ່ຮຸນແຮງເກີນໄປຈົນເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນ ຫຼື ການໂຫຼດເພີ່ມເຕີມເນື່ອງຈາກການເຄື່ອນໄຫວຂອງໃບພັດຫຼາຍເກີນໄປ.
ສິ່ງທ້າທາຍ ແລະ ການພັດທະນາໃນເຕັກໂນໂລຊີການຄວບຄຸມສະໜາມ
ໃນຂະນະທີ່ການຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ, ແຕ່ການຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງກໍ່ຍັງມີສິ່ງທ້າທາຍຂອງມັນເອງ. ລະບົບລະດັບຄວາມສູງຕ້ອງເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໜ້າເຊື່ອຖືໃນອຸນຫະພູມທີ່ຮຸນແຮງ, ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນສູງ, ແລະສະພາບການກັດກ່ອນ (ໂດຍສະເພາະຢູ່ນອກຝັ່ງ). ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຕົວກະຕຸ້ນລະດັບຄວາມສູງ ຫຼື ເຊັນເຊີສາມາດເຮັດໃຫ້ກັງຫັນຢຸດເຮັດວຽກ ຫຼື ແມ່ນແຕ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ຄວາມເສຍຫາຍ.
ດັ່ງນັ້ນ, ອຸດສາຫະກໍາຍັງສືບຕໍ່ພັດທະນາ:
- ອັລກໍຣິທຶມການຄວບຄຸມແບບປັບຕົວທີ່ສະຫຼາດກວ່າ,
- ການຄາດຄະເນລົມແຮງໂດຍໃຊ້ຂໍ້ມູນ LIDAR ສຳລັບການຄວບຄຸມແບບຕັ້ງໜ້າ,
- ການຕິດຕາມສະພາບເພື່ອກວດພົບຄວາມເສຍຫາຍແຕ່ຫົວທີ,
- ການອອກແບບລະບົບສຳຮອງ ແລະ ລະບົບສຸກເສີນທີ່ເຂັ້ມແຂງກວ່າເກົ່າ.
ນະວັດຕະກໍາເຫຼົ່ານີ້ມີຈຸດປະສົງເພື່ອເພີ່ມການຜະລິດ, ຫຼຸດຜ່ອນການໂຫຼດ, ແລະປັບປຸງຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງກັງຫັນ.
ສະຫຼຸບ
ລະບົບຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງແມ່ນໜຶ່ງໃນອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນກັງຫັນລົມທີ່ທັນສະໄໝ. ບົດບາດຂອງມັນລວມມີການເພີ່ມປະສິດທິພາບການຜະລິດພະລັງງານ, ການຄວບຄຸມພະລັງງານໃນລົມແຮງ, ການປົກປ້ອງຄວາມປອດໄພໃນສະພາບທີ່ຮຸນແຮງ, ແລະ ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມອິດເມື່ອຍຂອງວັດສະດຸ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບຳລຸງຮັກສາ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງກັງຫັນ. ເນື່ອງຈາກກັງຫັນມີຂະໜາດໃຫຍ່ຂຶ້ນ ແລະ ສະຖານທີ່ຕິດຕັ້ງ - ໂດຍສະເພາະຢູ່ນອກຝັ່ງ - ມີຄວາມທ້າທາຍຫຼາຍຂຶ້ນ, ຄວາມຕ້ອງການການຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງທີ່ຊັດເຈນ, ຕອບສະໜອງໄດ້ໄວ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖືຈຶ່ງກາຍເປັນສິ່ງສຳຄັນເພີ່ມຂຶ້ນເລື້ອຍໆ. ໃນທີ່ສຸດ, ຄຸນນະພາບຂອງລະບົບຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງຈະກຳນົດວ່າກັງຫັນລົມສາມາດປະກອບສ່ວນຢ່າງດີທີ່ສຸດຕໍ່ການສະໜອງພະລັງງານທີ່ສະອາດທີ່ໝັ້ນຄົງ ແລະ ຍືນຍົງຫຼືບໍ່.
