Eto iṣakoso turbine afẹfẹ fun iṣapeye iṣẹ
Àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ agbára tí ó ń dàgbàsókè kíákíá jùlọ ní àgbáyé. Síbẹ̀síbẹ̀, mímú iná mànàmáná láti inú afẹ́fẹ́ jẹ́ ju kí a so àwọn abẹ́ ńlá mọ́ àwọn ilé gogoro gíga lọ. Afẹ́fẹ́ jẹ́ aláìṣeéyípadà, ó sì ní ipa lórí àwọn ipò àdúgbò bíi ilẹ̀, ìrúkèrúdò, àti àwọn ìyípadà ojú ọjọ́ ojoojúmọ́. Nítorí náà, àwọn ètò ìṣàkóso ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ kó ipa pàtàkì nínú rírí i dájú pé ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ náà ń ṣiṣẹ́ láìléwu, dúró ṣinṣin, àti láti mú agbára tó pọ̀ jùlọ jáde. Àpilẹ̀kọ yìí jíròrò àwọn èrò, àwọn ẹ̀yà ara, àwọn ọgbọ́n, àti àwọn ìpèníjà ti àwọn ètò ìṣàkóso ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ nínú ṣíṣe àtúnṣe iṣẹ́.
Kí nìdí tí ètò ìṣàkóso fi ṣe pàtàkì?
A le ṣe àkópọ̀ àwọn ète pàtàkì ti ìṣàkóso turbine afẹfẹ gẹ́gẹ́ bí mẹ́ta: (1) mímú agbára pọ̀ sí i ní iyàrá afẹ́fẹ́ kékeré sí àárín, (2) dídín àwọn ẹrù ẹ̀rọ kù àti mímú ààbò dúró ní àwọn afẹ́fẹ́ gíga, àti (3) mímú dídára agbára àti ìbáramu pẹ̀lú grid agbára. Láìsí ìṣàkóso tó dára, turbines lè ní ìrírí iyàrá tó pọ̀ jù, àárẹ̀ nítorí àwọn ẹrù tó ń yí padà, àti àwọn ìyípadà agbára tó ń ba grid náà jẹ́.
Ni gbogbogbo, awọn turbines n ṣiṣẹ laarin ọpọlọpọ awọn agbegbe ti o da lori iyara afẹfẹ. Ni awọn iyara ti o wa ni isalẹ aaye "gige-in", turbine naa ko ṣiṣẹ. Laarin awọn iyara ti a ge-in ati awọn iyara ti a ṣe ayẹwo, iṣakoso fojusi lori mimu agbara pọ si. Loke iyara ti a ṣe ayẹwo ati aaye "gige-out", iṣakoso dojukọ lori mimu agbara ti a ṣe ayẹwo ati idilọwọ ibajẹ.
Awọn ẹya akọkọ ti eto iṣakoso naa
Awọn eto iṣakoso turbine afẹfẹ ode oni ni apapo ohun elo ati sọfitiwia:
1. Sensọ
Àwọn turbines nílò ìwífún àkókò gidi gẹ́gẹ́ bí iyàrá afẹ́fẹ́ àti ìtọ́sọ́nà (anemometer àti wind vane), iyàrá rotor, ìpele abẹfọ́, ìsanwọ́/fóltéèjì generator, ìgbóná, iwọ̀n otútù gearbox, àti àwọn ipò hydraulic tàbí electric system. Lórí àwọn turbines ńlá, àwọn sensor afikún bíi nacelle accelerometers àti àwọn sensors load blad ń ran lọ́wọ́ nínú ìṣàkóso load.
2. Amúṣiṣẹ́
Awọn actuator akọkọ pẹlu:
– Ètò ìpè: yí igun àwọn abẹ́ padà sí afẹ́fẹ́ láti ṣe àtúnṣe ìgbéga àti agbára aerodynamic.
– Ètò Yaw: ń yí nacelle padà kí rotor náà lè dojúkọ ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́.
– Olùpèsè/ayípadà agbára: ó ń ṣe àkóso ìyípo itanna àti iyàrá rotor nípasẹ̀ ìṣàkóso olùyípadà.
– Ètò ìdènà: àwọn ìdènà aerodynamic (ìdúró sí ìyẹ́) àti àwọn ìdènà mekaniki gẹ́gẹ́ bí ààbò.
3. Olùdarí (PLC/Olùdarí Iṣẹ́)
Ọpọlọ eto iṣakoso naa n ṣe ilana data sensọ, o n ṣe awọn algoridimu, o n fun awọn aṣẹ si awọn oluṣiṣẹ, o si n ṣakoso awọn ipo iṣiṣẹ (ibẹrẹ, deede, iṣakoso iji, pipade pajawiri). A tun sopọ oludari naa mọ eto SCADA fun ibojuwo latọna jijin.
Àwọn ọgbọ́n ìṣàkóso fún ìṣàtúnṣe agbára
1. Iṣakoso iyipo monomono (ti o wa ni isalẹ idiyele)
Ní àwọn iyàrá afẹ́fẹ́ kékeré sí àárín, ète ni láti ṣe àṣeyọrí ìpíndọ́gba iyàrá ìtẹríba tó dára jùlọ—ìpíndọ́gba láàrín iyàrá ìtẹríba abẹfọ́ àti iyàrá afẹ́fẹ́—tí ó mú kí ìwọ̀n agbára pọ̀ sí i (Cp). Ọgbọ́n kan tí ó wọ́pọ̀ ni Maximum Power Point Tracking (MPPT). Ní ṣókí, olùdarí ń ṣàkóso ìyípo ẹ̀rọ amúṣẹ́dá kí iyàrá ìtẹ̀síba náà lè tẹ̀lé ìlà tó dára jùlọ pẹ̀lú afẹ́fẹ́.
Awọn ọna MPPT le da lori:
– Da lori awoṣe: nlo awọn awoṣe aerodynamic ati awọn paramita turbine.
– Da lori wiwa: n ṣatunṣe ipo ṣeto naa ni diėdiė (damu ati akiyesi) lati wa agbara ti o pọ julọ.
– Ti o da lori oluṣiro: nlo awọn iṣiro iyara afẹfẹ ti o munadoko lati awọn oniyipada rotor ati awọn oniyipada jeneriki.
Àwọn àǹfààní ìṣàkóso agbára ni ìdáhùn kíákíá àti ìṣiṣẹ́ gíga, pàápàá jùlọ nínú àwọn turbines pẹ̀lú àwọn converters pípé tí ó lè ṣàkóso àwọn iyàrá tí ó yàtọ̀ síra.
2. Iṣakoso ipolowo (ti a ṣe akiyesi loke)
Tí iyàrá afẹ́fẹ́ bá kọjá iyàrá tí a ti fihàn, àwọn turbine lè fa agbára púpọ̀ àti ìwúwo púpọ̀. Ní agbègbè yìí, ọ̀nà pàtàkì ni pitch-to-feathers, èyí tí ó ní nínú mímú igun pitch pọ̀ sí i láti dín aerodynamic facing kù àti láti máa ṣe ìpèsè agbára déédéé ní iye tí a ti fihàn.
Ìṣàkóso ìpè sábà máa ń lo olùdarí PID tàbí àwọn ìyàtọ̀ rẹ̀. Ìpèníjà náà ni pé ìṣiṣẹ́ abẹfọ́ àti àwọn olùṣiṣẹ́ ìpè ní àwọn ìdádúró àti ààlà ìwọ̀n ìpè. Tí ìṣàkóso bá le koko jù, ìyípadà lè ṣẹlẹ̀; tí ó bá lọ́ra jù, ìpè náà lè pọ̀ jù. Nítorí náà, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn turbines lo ìṣètò àṣeyọrí: a máa ń yí àwọn pàrámítà ìṣàkóso padà gẹ́gẹ́ bí ipò iṣẹ́ (fún àpẹẹrẹ, iyàrá ìpè tàbí igun ìpè).
Iṣakoso Yaw fun gbigba agbara ti o pọ si
Yaw n rii daju pe rotor koju afẹfẹ. Awọn aṣiṣe Yaw n dinku agbara nitori pe ẹya afẹfẹ to munadoko lori rotor dinku. Sibẹsibẹ, yaw tun n ṣẹda awọn ẹru afikun nitori awọn gbigbe yaw loorekoore le mu ki awọn jia yaw bajẹ pọ si ati mu awọn ẹru eto pọ si nitori aiṣedeede ti o lagbara.
Àwọn ọgbọ́n ìṣàtúnṣe Yaw gbìyànjú láti ṣe ìwọ̀ntúnwọ̀nsì:
– Mu agbara pọ si (dinku aṣiṣe yaw),
– Ó dín ìṣiṣẹ́ ìyẹ̀fun kù (ó yẹra fún ìṣísẹ̀padà àti ìsúnmọ́ nígbà tí afẹ́fẹ́ bá ń yí padà),
– Ṣàkóso àwọn ẹrù lórí àwọn ilé nacelle àti ilé gogoro.
Àwọn algoridimu òde òní lè ní àwọn àlẹ̀mọ́ ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́, àwọn ẹ̀wọ̀n tí a fi ń pamọ́ (àwọn agbègbè ìfaradà), àti ìlànà ìpinnu tí ó gba ìrúkèrúdò rò.
Iṣakoso fifuye ati igbesi aye paati
Ṣíṣe àtúnṣe iṣẹ́ kò jẹ́ nípa ìṣẹ̀dá agbára nìkan, ṣùgbọ́n ó tún jẹ́ nípa wíwà àti iye owó ìtọ́jú. Àwọn ẹrù oníyípo lórí àwọn abẹ́, ibùdó, àpótí ìjókòó, àwọn bearings, àti àwọn ilé gogoro ni okùnfà pàtàkì fún àárẹ̀ ohun èlò. Àwọn ètò ìṣàkóso ń ṣe ìrànlọ́wọ́ láti dín ẹrù kù nípasẹ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà:
1. Iṣakoso Pitch Kọọkan (IPC)
Nínú turbine oní-abẹ́ mẹ́ta, a lè ṣàkóso abẹ́ kọ̀ọ̀kan lọ́tọ̀ọ̀tọ̀ láti dín àwọn ẹrù tí kò ní ìwọ́ntúnwọ́nsí tí ìgékúrú ń fà (ìyára afẹ́fẹ́ ń pọ̀ sí i pẹ̀lú gíga) àti ìrúkèrúdò kù. IPC ń dín àwọn ẹrù àárẹ̀ lórí gbòǹgbò abẹ́ àti ilé gogoro kù dáadáa, ṣùgbọ́n ó ń mú kí ìṣòro ìṣàkóso pọ̀ sí i àti àìní fún àwọn aṣiṣẹ́ tí ó ń dáhùn padà sí i.
2. Iṣakoso fifa omi ile-iṣọ
A le lo iṣakoso pitch tabi torque lati dinku awọn ariwo ile-iṣọ, paapaa ni awọn igbohunsafẹfẹ adayeba ti ile naa. Eyi dinku gbigbọn ati mu igbesi aye eto naa pọ si.
3. Iṣakoso iyipo awakọ
Iṣakoso iyipo monomono le dinku awọn iyipo iyipo ninu awakọ awakọ, paapaa lakoko awọn idamu grid tabi awọn iyipada afẹfẹ lojiji, nitorinaa daabobo gearbox ati idimu.
Ìsopọ̀mọ́ra pẹ̀lú nẹ́tíwọ́ọ̀kì iná mànàmáná (àtìlẹ́yìn grid)
Àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ òde òní kìí ṣe pé wọ́n kàn ń “tẹ̀lé” ẹ̀rọ náà nìkan mọ́, wọ́n tún ń ṣe ìrànlọ́wọ́ fún wọn. Àwọn kódù ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ sábà máa ń béèrè fún:
– Iṣakoso agbara ti nṣiṣe lọwọ: didin oṣuwọn rampu naa ku ki awọn iyipada agbara ko yara pupọ.
– Iṣakoso agbara/folti ti n ṣiṣẹ: ṣe iranlọwọ lati ṣetọju folti naa ni aaye asopọ (PCC).
– Ride Àṣìṣe Nípasẹ̀ (FRT): ó máa ń wà ní ìsopọ̀ nígbà tí a bá ń yọ foliteji ìgbà díẹ̀ lẹ́nu, títí kan agbára láti fi agbára ìfàsẹ́yìn sí i láti ṣe àtìlẹ́yìn fún ìgbàpadà foliteji.
Èyí nílò ìfọwọ́sowọ́pọ̀ láàárín ìṣàkóso turbine, ẹ̀rọ amúṣẹ́dá agbára, àti ààbò iná láti rí i dájú pé iṣẹ́ rẹ̀ dúró ṣinṣin láìsí ìbàjẹ́ àwọn èròjà.
Ipa ti SCADA, data, ati oye atọwọda
SCADA n mu ki a ṣe abojuto iṣẹ ṣiṣe, awọn itaniji, ati itupalẹ aṣa. Pẹlu data itan, awọn oniṣẹ le:
– Abojuto ipo: ṣe awari ilosoke ninu gbigbọn gearbox, iwọn otutu bearing, tabi awọn aiṣedeede monomali.
– Ìtọ́jú àsọtẹ́lẹ̀: àsọtẹ́lẹ̀ àwọn ìkùnà kí wọ́n tó ṣẹlẹ̀ kí àkókò ìsinmi lè dínkù.
– Ṣíṣe àtúnṣe iṣẹ́: a fi ìlà agbára gidi wé ìlà ìtọ́kasí láti ṣàwárí ìbàjẹ́ aerodynamic (fún àpẹẹrẹ, ìdọ̀tí lórí àwọn abẹ́) tàbí àṣìṣe sensọ.
A ti bẹ̀rẹ̀ sí í lo ọgbọ́n àtọwọ́dá àti ẹ̀kọ́ ẹ̀rọ fún ìṣirò afẹ́fẹ́ tó gbéṣẹ́, wíwá àìdáa, ṣíṣe àtúnṣe yaw lórí pápá afẹ́fẹ́, àti ìṣètò ìtọ́jú. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ó dájú, lílò wọn nílò ìṣọ́ra, nítorí pé àwọn àwòṣe tí a fi dátà ṣe gbọ́dọ̀ wà ní ààbò àti èyí tí a lè ṣàlàyé nínú àwọn ètò pàtàkì.
Awọn italaya ati awọn itọsọna fun idagbasoke
Díẹ̀ lára àwọn ìpèníjà pàtàkì nínú ètò ìṣàkóso turbine afẹ́fẹ́ ni ìrúkèrúdò gíga ní àwọn ibi tí ó díjú (àwọn òkè ńlá tàbí etíkun), ìbáṣepọ̀ láàrín turbine nínú oko afẹ́fẹ́ (ìparí ìjíròrò), àti àìní láti dín iye owó agbára kù (LCOE). Ní ọjọ́ iwájú, ìṣàkóso yóò túbọ̀ dojúkọ sí i:
– Ìṣàkóso oko afẹ́fẹ́: ń ṣàtúnṣe yaw/pitch láàrín àwọn turbines láti mú kí gbogbo ìṣẹ̀dá oko náà sunwọ̀n síi, kìí ṣe fún turbine nìkan.
– Iṣakoso to ti ni ilọsiwaju: gẹgẹbi Iṣakoso Asọtẹlẹ Model (MPC) lati ṣakoso awọn opin actuator ati asọtẹlẹ awọn iyipada afẹfẹ.
– Iṣakoso ti Lidar ṣe iranlọwọ: nlo awọn sensọ lidar lati “ri” afẹfẹ niwaju rotor, fifun akoko ireti fun pitch ati torque lati dinku awọn ẹru oke.
Ipari
Àwọn ètò ìṣàkóso turbine afẹ́fẹ́ jẹ́ pàtàkì sí ìṣe tó dára jùlọ nítorí wọ́n ń ṣàkóso bí turbine náà ṣe ń dáhùn sí àwọn afẹ́fẹ́ tó ń yí padà. Nípasẹ̀ àpapọ̀ ìṣàkóso iyipo fún MPPT, ìṣàkóso pitch fún ìdíwọ̀n agbára àti ààbò, ìṣàkóso yaw fún ìtọ́sọ́nà rotor, àti àwọn ọgbọ́n ìdínkù ẹrù, turbines lè mú agbára púpọ̀ jáde pẹ̀lú ewu ìbàjẹ́ díẹ̀. Pẹ̀lú ìtìlẹ́yìn grid àti lílo data SCADA, àwọn ìṣàkóso òde òní kì í ṣe pé wọ́n ń mú kí iṣẹ́ náà pọ̀ sí i nìkan ṣùgbọ́n wọ́n tún ń mú kí ìgbésí ayé àwọn ohun èlò pọ̀ sí i àti dín iye owó iṣẹ́ kù. Pẹ̀lú ìdàgbàsókè àwọn sensọ̀, àwọn algoridimu ìṣàkóso tó ti ní ìlọsíwájú, àti ìṣe tó dára jùlọ ní oko, àwọn turbine afẹ́fẹ́ yóò túbọ̀ gbẹ́kẹ̀lé gẹ́gẹ́ bí ẹ̀yìn ìyípadà agbára mímọ́.
