د باد توربینونو کې د یاو کنټرول سیسټم څنګه کار کوي
عصري بادي توربینونه د باد د جریان د بدلیدونکي لوري او سرعت څخه د امکان تر حده ډیره انرژي اخیستلو لپاره ډیزاین شوي دي. د دې لپاره چې ډاډ ترلاسه شي چې روټر (تیغ) تل په سمه زاویه کې باد ته "مخ" کوي، توربین یو میکانیزم ته اړتیا لري چې د باد د سمت د بدلونونو سره سم ګونډولا (نیسیل) وګرځوي. دې میکانیزم ته د یاو کنټرول سیسټم ویل کیږي. په ساده ډول، یاو د عمودی محور شاوخوا د توربین گردش دی، ترڅو د روټر سویپ الوتکه د راتلونکي باد لوري سره موازي پاتې شي. دا مقاله بحث کوي چې د یاو کنټرول سیسټم څنګه د باد توربینونو کې کار کوي، د هغې اصلي برخې، د کنټرول ستراتیژیانې، او ننګونې او ساتنه.
۱. ولې د یخ وهلو کنټرول مهم دی؟
د یاو کنټرول لومړنی هدف د یاو د غلط تنظیم کمول دي، د باد سمت او د روټر د سفر سمت ترمنځ زاویه توپیر. که چیرې روټر د باد سره په غلط تنظیم کې وي، د باد ځینې انرژي د روټر له لارې "تیریږي" پرته له دې چې په غوره توګه ونیول شي. اغیزه:
۱. د بریښنا تولید کم شوی. په عمومي توګه، هر څومره چې ناسم تنظیم زیات وي، هغومره د بریښنا تولید کمیږي.
۲. ساختماني بارونه زیاتیږي. کله چې باد له اړخ څخه راځي، د ایروډینامیک ځواکونه غیر متناسب کیږي او په تیغونو، مرکز، محور او برج باندې متحرک بارونه رامینځته کوي.
۳. وایبریشن او ګړندی اغوستل. ناسم تنظیم کولی شي وایبریشن زیات کړي او په میخانیکي برخو کې اغوستل ګړندي کړي.
د ښه یاو کنټرول سره، توربین کولی شي موثریت وساتي او د خپل خدمت ژوند وغځوي.
۲. د یاو سیسټم اساسي اصول
افقي محور بادي توربینونه (HAWTs) معمولا د فعال یاو سیسټم څخه کار اخلي، کوم چې په فعاله توګه د موټرو په کارولو سره ناسیل ګرځوي. د کوچنیو توربینونو برعکس، کوم چې ځینې وختونه د باد "تعقیب" لپاره لکۍ (وین) کاروي، د کارونې پیمانه توربینونه تقریبا تل د لوی ناسیل ډله او دقیق کنټرول اړتیا له امله فعال یاو کاروي.
کله چې سینسر د باد په لوري کې بدلون کشف کړي، کنټرولر (PLC/SCADA کنټرولر) محاسبه کوي چې توربین باید څومره وګرځي. که چیرې د غلط تنظیم زاویه له یوې ټاکلې حد څخه زیاته شي، د یاو موټور د یاو بیرینګ په ګیرونو کې ښکیل کیږي، چې د نیسیل د حرکت لامل کیږي تر هغه چې سمون ولري.
۳. د یاو کنټرول سیسټم اصلي برخې
الف) د باد سرعت او سمت سینسر
د نیسیل پورته معمولا شتون لري:
- د باد د لوري اندازه کولو لپاره د باد وین د ناسیل په پرتله.
- د باد سرعت اندازه کولو لپاره انیمومیټر.
دا معلومات د دې معلومولو لپاره اصلي معلومات دي چې ایا د یاو اصلاح کول اړین دي.
ب) د یاو بیرنگ
د یاو بیرنگ یو لوی، حلقوي شکل لرونکی بیرنگ دی چې ناسیل ته اجازه ورکوي چې په برج باندې وګرځي. دا بیرنگ باید د ګډ بار سره مقاومت وکړي: د ناسیل وزن، د روټر فشار، او د ټربولنس له امله رامینځته شوي متحرک بارونه.
ج) یاو ډرایو او یاو موټور
د یاو ډرایو معمولا له څو بریښنایی موټرو څخه جوړ وي (ډیری وختونه د بې ځایه کیدو لپاره له یو څخه ډیر) چې یو پنین ګیر چلوي چې د یاو بیرینګ په حلقوي ګیر سره میش کیږي. موټورونه کولی شي په بدیل یا په ورته وخت کې کار وکړي د ډیزاین او تورک اړتیاو پورې اړه لري.
د) یاو بریک
د موټرو سربیره، د بریک کولو سیسټم شتون لري ترڅو ناسیل په آزاده توګه د ګرځیدو مخه ونیسي. د یاو بریکونه د دې لپاره اړین دي:
- کله چې توربین مطلوب زاویې ته ورسیږي نو موقعیت یې ثبات کړئ،
- د پرله پسې کوچنیو حرکتونو (د یاو ښکار) مخه ونیسئ،
- د باد په ځینو شرایطو کې یا کله چې توربین ودریږي د نیسیل ساتل.
e) د توربین کنټرولر (کنټرولر)
کنټرولر د سینسر سیګنالونه ترلاسه کوي، د کنټرول منطق پلي کوي، او بیا موټرو او بریکونو ته امرونه لیږي. کنټرولر د خوندیتوب انټرلاکونه هم پلي کوي: د مثال په توګه، کله چې سینسر ناکام شي، کله چې توربین په ځانګړو حالتونو کې وي، یا کله چې د باد سرعت خورا ډیر وي، د اوریدو مخه نیسي.
۴. توربین څنګه ټاکي چې کله ژړا وکړي؟
توربینونه تل هرکله چې باد لږ بدلون ومومي سم نه کیږي. که چیرې دوی ډیر حساس وي، سیسټم به په مکرر ډول حرکت وکړي او په موټرو، د یاو ډرایو کې کوچني ګیربکس، او د یاو بیرنگونو کې به اغوستل ګړندي کړي. له همدې امله، د یاو کنټرول عموما د حد (ډیډ بانډ) او د وخت ځنډ مفکورې کاروي.
الف) د یاو تېروتنه او بند
- د باد د څنډې تېروتنه = د باد سمت اندازه شوی - د باد د اوسني موقعیت
- ډیډ بانډ د زغم حد دی، د بیلګې په توګه ±5° څخه تر ±15° پورې (د تولید کونکو او کنټرول ستراتیژیو ترمنځ توپیر لري).
که چیرې د یاو تېروتنه لاهم د بند په دننه کې وي، توربین غوره کوي چې حرکت ونه کړي.
ب) د وخت ځنډ او د معلوماتو فلټر کول
د باد لوري د باد د بدلون له امله بدلون مومي. له همدې امله، د سینسر معلومات معمولا دا دي:
- د حرکت اوسط په کارولو سره فلټر شوی،
- د یوې مودې په اوږدو کې ارزول شوی (د مثال په توګه 10-60 ثانیې)،
ترڅو توربین د لنډمهاله "شور" سره غبرګون ونه ښیې.
ج) د یاو ګام ستراتیژي
د دوامداره ګرځېدو پر ځای، توربینونه ډیری وختونه په کوچنیو ګامونو کې یخ وهي. دوی به څو درجې ګرځېږي، ودرېږي، بیا ارزونه به وکړي، او بیا به اړتیا وي چې بیا پیل شي. دا طریقه د رګیدو کمولو او میخانیکي بارونو کنټرول کې مرسته کوي.
۵. د یاو کنټرول کاري پروسه په ترتیب سره
د لویو توربینونو لپاره یو عام کاري جریان لاندې دی:
۱. د باد شرایط اندازه کول. د باد وین د ناسیل په پرتله د باد سمت لولي، انیمومیټر سرعت لولي.
۲. د غلط تنظیم محاسبه. کنټرولر د یاو تېروتنه محاسبه کوي او ګوري چې ایا دا د بند څخه ډیر دی.
۳. د عملیاتي حالت معاینه. سیسټم ډاډ ورکوي چې توربین په خوندي حالت کې دی: هیڅ مهم الارمونه نشته، بریکونه چمتو دي، موټرې شتون لري، او د کیبل گردش محدودیتونه خوندي دي (د برج دننه کیبلونو سره ډیزاینونو لپاره).
۴. د یاو بریکونه خلاص کړئ (که اړتیا وي). بریکونه خلاص کیدی شي ترڅو ناسیل ته اجازه ورکړل شي چې حرکت وکړي.
۵. د یاو موټور فعالول. موټور د باد په لور ناسیل ګرځوي. د یاو کچه د بار کمولو لپاره نسبتا ورو ساتل کیږي (د مثال په توګه، په یوه ثانیه کې څو درجې).
۶. بریک کول او د موقعیت بندول. لکه څنګه چې د هدف زاویه نږدې کیږي، موټور ودریږي او بریکونه نیسیل ثابت ساتي.
۷. تایید. سینسر بیا لوستل کوي ترڅو وګوري چې ایا د یاو تېروتنه کمه شوې ده. که نه، نو دوره تکرار کیږي.
۶. د یاو کنټرول او پچ کنټرول ترمنځ اړیکه
د یاو کنټرول په انزوا کې شتون نلري. په عصري توربینونو کې، درې اصلي بشپړونکي کنټرولونه شتون لري:
- د پچ کنټرول: د بریښنا او بار تنظیم کولو لپاره د تیغونو زاویه بدلوي.
- د روټر سرعت کنټرول: د روټر گردش تنظیموي (د جنراتور او کنورټر له لارې).
- د یاو کنټرول: ډاډ ترلاسه کوي چې روټر د باد سره مخ دی.
د مثال په توګه، په ډیر قوي بادونو کې، توربین ممکن په یو ټاکلي پیچ کې د بریښنا محدودولو حالت ته ننوځي. پدې شرایطو کې، د یاو سیسټم ممکن ډیر محافظه کار شي ترڅو د بار زیاتوالي مخه ونیول شي. برعکس، د نورمال تولید شرایطو لاندې، یاو به د موثریت ترلاسه کولو لپاره ډیر فعال وي.
۷. په یاو سیسټمونو کې عامې ننګونې او ستونزې
الف) د یاو ښکار
دا هغه وخت رامنځته کېږي کله چې توربین د باد د غږیز سیګنال یا د ډیر کوچني بند له امله د اوریدو لوري ته ډیر ځله بدلون ورکوي. دا د موټرو، بریکونو او بیرنګونو د خرابیدو لامل کیږي.
ب) د یاو بیرینګ او ګیر اغوستل
د درنو بارونو او تکراري حرکت له امله، غوړول او معاینه اړینه ده. د ګیرونو ناسم تنظیم، ضعیف غوړول، یا د ککړونکو موادو ننوتل کولی شي زیان ګړندی کړي.
ج) د سینسر ناکامي
که چیرې د باد وین زیانمن شوی وي یا انیمومیټر غلط لوستل ورکوي، نو ممکن توربین په غلط لوري روان وي. ډیری توربینونه د غلط سینسرونو موندلو لپاره تشخیص او بې ځایه کیدو څخه کار اخلي.
د) د کیبل د ټویست حد
په ځینو ډیزاینونو کې، د نیسیل دننه بریښنایی او سیګنال کیبلونه کولی شي تاو شي که چیرې یاو په یوه لوري کې ډیر لرې وګرځول شي. له همدې امله، د ټویسټ مدیریت سیسټمونه، لکه د ټویسټ سینسر او د انټویسټ پروسیجر، د نایسیل د بیا رغولو لپاره ځای پر ځای شوي دي.
۸. پاملرنه او غوره طریقې
د یاو سیسټم د ښه کار کولو لپاره، چلونکي معمولا لاندې کار کوي:
- د باد د لوري سینسر په دوره یي ډول کیلیبریټ کړئ.
- د بریک او موټرو چک: تودوخه، جریان، او د بریک غبرګون.
- د جوړونکي د مهالویش سره سم د یاو بیرنگونه او ګیرونه غوړ کړئ.
- د SCADA معلوماتو تحلیل: د اور لګېدو فریکونسۍ، موده، او د تېروتنې نمونې وڅارئ. په نمونو کې بدلونونه کولی شي لومړنۍ ستونزې په ګوته کړي.
- د حلقوي ګیر، بولټونو، او ناسیل جوړښت بصري معاینه.
پایله
د یاو کنټرول سیسټم د باد توربینونو د باد سره مخامخ ساتلو او په مؤثره توګه بریښنا تولیدولو لپاره کلیدي ده پداسې حال کې چې خوندي ساختماني بارونه ساتي. د باد سرعت او سمت سینسرونو په کارولو سره، کنټرولر دا ټاکي چې کله غلط تنظیم دومره لوی وي چې سم شي، بیا د موټرو له لارې یاو ډرایو پلي کوي او د بریکونو سره موقعیت ساتي. ستراتیژیانې لکه ډیډ بینډ، سیګنال فلټر کول، او یاو سټیپینګ د دوه ډیری متضاد اهدافو توازن لپاره کارول کیږي: د باد بدلونونو ته چټک غبرګون او د اجزاو اغوستل کمول. ځکه چې دوی په سخت چاپیریال کې کار کوي او د پام وړ بارونه لیږدوي، د یاو سیسټمونه د باور وړ ډیزاین او مهالویش شوي ساتنې ته اړتیا لري ترڅو د دوی د عملیاتي ژوند په اوږدو کې د غوره توربین فعالیت وساتي.
