Rafitra fanaraha-maso ny turbine rivotra ho an'ny fanatsarana ny fahombiazana
Anisan'ny teknolojia angovo azo havaozina mitombo haingana indrindra eran-tany ny turbine-drivotra. Na izany aza, ny famokarana herinaratra avy amin'ny rivotra dia mihoatra noho ny fametahana lelany lehibe amin'ny tilikambo avo fotsiny. Kisendrasendra, miovaova ary voataonan'ny toe-javatra eo an-toerana toy ny topografia, ny fihovitrovitra ary ny fiovan'ny toetr'andro isan'andro ny rivotra. Noho izany, ny rafitra fanaraha-maso ny turbine-drivotra dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fiantohana fa miasa soa aman-tsara, marin-toerana ary mamokatra angovo ambony indrindra ny turbine. Ity lahatsoratra ity dia miresaka momba ny hevitra, ny singa, ny paikady ary ny fanamby amin'ny rafitra fanaraha-maso ny turbine-drivotra amin'ny fanatsarana ny fahombiazana.
Nahoana no ilaina ny rafitra fanaraha-maso?
Azo fintinina ho telo ny tanjona voalohan'ny fanaraha-maso ny herin'ny rivotra: (1) ny fampitomboana ny fakana angovo amin'ny hafainganam-pandehan'ny rivotra ambany ka hatramin'ny antonony, (2) ny famerana ny enta-mavesatra mekanika sy ny fitazonana ny fiarovana amin'ny rivotra mahery, ary (3) ny fitazonana ny kalitaon'ny herinaratra sy ny fifanarahana amin'ny tambajotra. Raha tsy misy ny fanaraha-maso sahaza, dia mety hiharan'ny hafainganam-pandeha tafahoatra, ny harerahana vokatry ny enta-mavesatra miovaova, ary ny fiovaovan'ny herinaratra izay manelingelina ny tambajotra ny herin'ny rivotra.
Amin'ny ankapobeny, ny turbine dia miasa ao anatin'ny faritra maromaro mifototra amin'ny hafainganam-pandehan'ny rivotra. Amin'ny hafainganam-pandeha ambanin'ny teboka "tapahana", dia tsy miasa ny turbine. Eo anelanelan'ny hafainganam-pandeha tapahana sy ny hafainganam-pandeha voafaritra, ny fanaraha-maso dia mifantoka amin'ny fampitomboana ny angovo. Ambonin'ny hafainganam-pandeha voafaritra sy ny teboka "tapahana", ny fanaraha-maso dia mifantoka amin'ny fitazonana ny hery voafaritra sy ny fisorohana ny fahasimbana.
Ireo singa fototra amin'ny rafitra fanaraha-maso
Ny rafitra fanaraha-maso ny herin'ny rivotra maoderina dia ahitana fitambaran'ny fitaovana sy rindrambaiko:
1. Kaontera
Mila angon-drakitra mivantana toy ny hafainganam-pandehan'ny rivotra sy ny lalana (anemometer sy vane), ny hafainganam-pandehan'ny rotor, ny haavon'ny blade, ny courant/voltage an'ny generator, ny hovitrovitra, ny mari-pana amin'ny boaty gear, ary ny fepetra takian'ny rafitra hidraulika na elektrika ny turbine. Amin'ny turbine lehibe kokoa, ny sensor fanampiny toy ny accelerometer nacelle sy ny sensor enta-mavesatra blade dia manampy amin'ny fanaraha-maso ny enta-mavesatra.
2. Mpandrindra
Ireto avy ireo actuator lehibe:
– Rafitra fipetrahana: manova ny zoro ifantohan'ny lelany amin'ny rivotra mba handrindrana ny fiakarana sy ny hery aerodinamika.
– Rafitra yaw: mihodina ny nacelle mba hitodihan'ny rotor amin'ny lalana alehan'ny rivotra.
– Mpamokatra herinaratra/mpanova: mandrindra ny hery elektromagnetika sy ny hafainganam-pandehan'ny rotor amin'ny alàlan'ny fanaraha-maso ny mpanova.
– Rafitra frein: frein aerodynamic (miovaova arakaraka ny fihetsehan'ny fiara) ary frein mekanika ho fiarovana.
3. Mpanara-maso (PLC/Mpanara-maso indostrialy)
Ny ati-dohan'ny rafitra fanaraha-maso dia mikirakira ny angon-drakitra avy amin'ny sensor, manatanteraka algorithm, manome baiko ho an'ny actuator, ary mitantana ny fomba fiasa (fanombohana, ara-dalàna, fanaraha-maso ny tafio-drivotra, fanakatonana vonjy taitra). Mifandray amin'ny rafitra SCADA ihany koa ny mpanara-maso ho an'ny fanaraha-maso lavitra.
Tetikady fanaraha-maso ho an'ny fanatsarana ny angovo
1. Fanaraha-maso ny herin'ny milina mpamokatra herinaratra (ambany noho ny naoty)
Amin'ny hafainganam-pandehan'ny rivotra ambany ka hatramin'ny antonony, ny tanjona dia ny hahazoana tahan'ny hafainganam-pandehan'ny tendrony tsara indrindra—ny tahan'ny hafainganam-pandehan'ny tendron'ny lelany sy ny hafainganam-pandehan'ny rivotra—izay mampitombo ny coefficient-n'ny herinaratra (Cp). Ny paikady mahazatra dia ny Maximum Power Point Tracking (MPPT). Raha lazaina amin'ny teny tsotra, ny mpanara-maso dia mandrindra ny torque-n'ny gropy mba hanarahan'ny hafainganam-pandehan'ny rotor ny fiolahana tsara indrindra miaraka amin'ny rivotra.
Ny fomba MPPT dia azo mifototra amin'ny:
– Mifototra amin'ny modely: mampiasa modely aerodinamika sy masontsivana turbine.
– Mifototra amin'ny fikarohana: manitsy tsikelikely ny teboka fametrahana (manelingelina sy mandinika) mba hahitana ny hery ambony indrindra.
– Miorina amin'ny tombana: mampiasa tombana mahomby momba ny hafainganam-pandehan'ny rivotra avy amin'ny fiovaovan'ny rotor sy ny gropy.
Ny tombony azo amin'ny fanaraha-maso ny hery mihodina (torque control) dia ny famaliana haingana sy ny fahombiazana avo lenta, indrindra amin'ny turbine misy mpanova feno izay afaka mandrindra ny hafainganam-pandeha miovaova be.
2. Fanaraha-maso ny kianja (ambony noho ny naoty)
Rehefa mihoatra ny hafainganam-pandeha voafaritra ny hafainganam-pandehan'ny rivotra, dia mety hiteraka hery tafahoatra sy ho be loatra ny herin'ny turbine. Amin'ity sehatra ity, ny paikady voalohany dia ny fampiakarana ny zoro fiakaran'ny rivotra mba hampihenana ny fisintonana aerodinamika ary hitazonana ny hery mivoaka tsy tapaka amin'ny sanda voafaritra.
Mazàna ny fanaraha-maso ny fihodinana dia mampiasa mpanara-maso PID na karazana hafa. Ny olana dia ny hoe manana fahatarana sy fetran'ny hafainganam-pandehan'ny fihodinana ny dinamikan'ny blade sy ny actuators amin'ny fihodinana. Raha mahery vaika loatra ny fanaraha-maso, dia mety hitranga ny fihovitrovitra; raha miadana loatra, dia mety hihoatra ny hafainganam-pandehan'ny rotor. Noho izany, turbine maro no mampiasa fandaharam-potoana gain: ny masontsivana fanaraha-maso dia ovaina araka ny fepetra fiasana (ohatra, ny hafainganam-pandehan'ny rotor na ny zoro fihodinana).
Fanaraha-maso ny fihovitrovitra mba hampitomboana ny fakana angovo
Ny yaw dia miantoka fa miatrika ny rivotra ny rotor. Ny fahadisoana amin'ny yaw dia mampihena ny angovo satria mihena ny singa mahomby amin'ny rivotra amin'ny rotor. Na izany aza, ny yaw dia miteraka enta-mavesatra fanampiny satria ny fihetsehana yaw matetika dia mety hampitombo ny fikikisana ny fitaovana yaw sy hampitombo ny enta-mavesatra ara-drafitra noho ny tsy fitoviana dinamika.
Miezaka mandanjalanja ny paikady fanatsarana ny yaw:
- Ampitomboy ny angovo (ampihena ny fahadisoana amin'ny yaw),
– Mampihena ny fihetsehan'ny rivotra mikoriana (misoroka ny fihetsehana mandroso sy miverina rehefa miovaova ny rivotra),
- Mitantana ny enta-mavesatra eo amin'ny rafitra nacelle sy tilikambo.
Afaka mampiditra sivana amin'ny fivezivezen'ny rivotra, faritra tsy azo ivalozana (deadbands), ary lojika fanapahan-kevitra izay mandinika ny fikorontan-drivotra ny algorithm maoderina.
Fanaraha-maso ny enta-mavesatra sy ny faharetan'ny singa
Ny fanatsarana ny fahombiazana dia tsy momba ny famokarana angovo fotsiny ihany, fa momba ny fisian'ny entana sy ny fandaniana amin'ny fikojakojana ihany koa. Ny enta-mavesatra miverimberina amin'ny lelany, ny foibe, ny boaty fifindran'ny herinaratra, ny bearings, ary ny tilikambo no antony voalohany mahatonga ny harerahana amin'ny fitaovana. Ny rafitra fanaraha-maso dia mandray anjara amin'ny fampihenana ny enta-mavesatra amin'ny alàlan'ny fomba maro:
1. Fanaraha-maso ny feon'ny tsirairay (IPC)
Ao anatin'ny turbine misy lelany telo, ny lelany tsirairay dia azo fehezina tsy miankina mba hampihenana ny enta-mavesatra tsy voalanjalanja vokatry ny fihenjanana (mitombo ny hafainganam-pandehan'ny rivotra miaraka amin'ny haavony) sy ny fikorontan-drivotra. Ny IPC dia mampihena tsara ny enta-mavesatra harerahana eo amin'ny fakany sy ny tilikambo, saingy mampitombo ny fahasarotan'ny fanaraha-maso sy ny filàna actuators mamaly haingana kokoa.
2. Fanaraha-maso ny fihenan'ny tilikambo
Azo ampiasaina hampihenana ny fihovitrovitra amin'ny tilikambo ny fanaraha-maso ny pitch na ny torque, indrindra amin'ny fatran'ny fihovitrovitra voajanahary ao amin'ny rafitra. Izany dia mampihena ny hovitrovitra ary mampitombo ny androm-piainan'ny rafitra.
3. Fanaraha-maso ny fihodinan'ny fiara
Afaka mampihena ny fihovitrovitra torsional ao amin'ny drivetrain ny fanaraha-maso ny torque-n'ny gropy, indrindra mandritra ny fikorontanan'ny grid na ny fiovan'ny rivotra tampoka, ka miaro ny boaty gear sy ny clutch.
Fampidirana amin'ny tambajotran-jiro (fanohanana ny tambajotra)
Tsy "manaraka" fotsiny ny tambajotra intsony ireo milina mpamokatra herinaratra avy amin'ny rivotra maoderina, fa manome fanohanana ihany koa. Matetika ny kaody tambajotra dia mitaky:
– Fanaraha-maso ny herinaratra mavitrika: famerana ny tahan'ny fiakarana mba tsy ho haingana loatra ny fiovan'ny herinaratra.
– Fanaraha-maso ny hery mihetsika/voltazy: manampy amin'ny fitazonana ny voltazy eo amin'ny teboka fifandraisana (PCC).
– Fault Ride Through (FRT): mbola mifandray mandritra ny fikorontanan'ny voltase vetivety, anisan'izany ny fahafahana mampiditra courant réactive mba hanohanana ny famerenana ny voltase.
Izany dia mitaky fandrindrana eo amin'ny fanaraha-maso ny turbine, ny mpanova herinaratra, ary ny fiarovana elektrika mba hahazoana antoka fa miasa tsara ny rafitra nefa tsy manimba ireo singa.
Ny anjara asan'ny SCADA, ny angon-drakitra ary ny faharanitan-tsaina artifisialy
Ny SCADA dia ahafahana manara-maso ny fahombiazana, ny fanairana ary ny famakafakana ny fironana. Miaraka amin'ny angon-drakitra ara-tantara, ny mpandraharaha dia afaka:
– Fanaraha-maso ny toe-javatra: mamantatra ny fitomboan'ny hovitrovitra eo amin'ny boaty fifindran'ny herinaratra, ny mari-pana amin'ny "bearing", na ny tsy fetezan'ny "generator".
– Fikojakojana mialoha: maminavina ny tsy fahombiazana alohan'ny hitrangany mba hampihenana ny fotoana tsy fiasana.
– Fanatsarana ny fahombiazana: mampitaha ny fiolahana herinaratra tena izy raha oharina amin'ny fiolahana fanondroana mba hamantarana ny fahasimban'ny aerodinamika (ohatra ny loto eo amin'ny lelany) na ny lesoka amin'ny sensor.
Manomboka ampiasaina amin'ny fanombanana mahomby ny rivotra, ny fitadiavana tsy fetezana, ny fanatsarana ny fivezivezen'ny rivotra mifototra amin'ny saha rivotra, ary ny fandaharam-potoana fikojakojana ny faharanitan-tsaina artifisialy sy ny fianarana milina. Na dia mampanantena aza, dia mitaky fitandremana ny fampiharana azy ireo, satria tsy maintsy mijanona ho azo antoka sy azo hazavaina ao anatin'ny rafitra manan-danja ny modely mifototra amin'ny angon-drakitra.
Ireo fanamby sy làlana fampandrosoana
Anisan'ny fanamby lehibe amin'ny rafitra fanaraha-maso ny herin'ny rivotra ny fikorontan-drivotra avo lenta any amin'ny toerana sarotra (tendrombohitra na amoron-dranomasina), ny fifandraisana misy eo amin'ny herin'ny rivotra ao anatin'ny toeram-piompiana rivotra (vokatry ny fifohazana), ary ny filàna fampihenana ny vidin'ny angovo (LCOE). Amin'ny ho avy, ny fanaraha-maso dia hifantoka bebe kokoa amin'ny:
– Fanaraha-maso ny toeram-pamokarana herinaratra avy amin'ny rivotra: manitsy ny elanelan'ny turbine mba hanatsarana ny vokatra manontolo ao amin'ny toeram-pambolena, fa tsy isaky ny turbine fotsiny.
– Fanaraha-maso mandroso: toy ny Model Predictive Control (MPC) mba hitantanana ny fetran'ny actuator sy haminavina ny fiovan'ny rivotra.
– Fanaraha-maso ampian'ny Lidar: mampiasa sensor lidar mba "hahita" ny rivotra eo anoloan'ny rotor, manome fotoana hiandrasana ny fiakaran'ny rivotra sy ny torque mba hampihenana ny enta-mavesatra ambony indrindra.
Famaranana
Ny rafitra fanaraha-maso ny turbine rivotra no zava-dehibe amin'ny fanatsarana ny fahombiazana satria mandrindra ny fomba fiatrehan'ny turbine ny fiovan'ny rivotra izy ireo. Amin'ny alàlan'ny fampifangaroana ny fanaraha-maso ny torque ho an'ny MPPT, ny fanaraha-maso ny pitch ho an'ny famerana ny herinaratra sy ny fiarovana, ny fanaraha-maso ny yaw ho an'ny fironana amin'ny rotor, ary ny paikady fampihenana ny enta-mavesatra, ny turbine dia afaka mamokatra angovo bebe kokoa miaraka amin'ny risika ambany kokoa amin'ny fahasimbana. Miaraka amin'ny fanohanana ny tambajotra sy ny fampiasana angon-drakitra SCADA, ny fanaraha-maso maoderina dia tsy vitan'ny hoe mampitombo ny famokarana fa manitatra ny androm-piainan'ny singa ary mampihena ny vidin'ny fandidiana ihany koa. Miaraka amin'ny fivoaran'ny sensor, ny algorithm fanaraha-maso mandroso, ary ny fanatsarana ny sehatry ny toeram-pambolena, ny turbine rivotra dia ho azo ianteherana hatrany ho toy ny andrin'ny tetezamita angovo madio.
