Ветряной двигатель

Модель реализации переменного ветряного двигателя подачи

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Возобновляемые источники энергии / Генерация Ветра

Описание

Модель основана на установившихся характеристиках степени турбины. Жесткость train диска бесконечна и фактор трения, и инерция турбины должна быть объединена с теми из генератора, связанного с турбиной. Выходная мощность турбины дана следующим уравнением.

P_{m} = c_{p} (λ, β) \frac{ρ A}{2} v_{ветер}^{3},

(1)

где

_\pm	Механическая выходная мощность турбины (W)
_CP	Коэффициент полезного действия турбины
ρ	Воздушная плотность ^(кг/м3)
A	Турбина развернула область ^(m2)
_vwind	Скорость ветра (m/s)
λ	Снабдите подсказкой отношение скорости скорости конца лопасти ротора, чтобы проветрить скорость
β	Угол шага лопаток (градус)

Уравнение 1 может быть нормировано. В на модуль (pu) система мы имеем:

P_{m_pu} = k_{p} c_{p_pu} v_{wind_pu}^{3},

(2)

где

_{Pm_pu}	Степень в pu номинальной степени для особых значений ρ и A
_{cp_pu}	Коэффициент полезного действия в pu максимального значения _CP
_{vwind_pu}	Скорость ветра в pu основной скорости ветра. Основная скорость ветра является средним значением ожидаемой скорости ветра в m/s.
_kp	Усиление степени для cp_pu=1 pu и vwind_pu=1 pu, kp меньше чем или равно 1

Типичное уравнение используется к образцовому _CP (λ,β). Это уравнение, на основе турбинных характеристик моделирования [1]:

c_{p} (λ, β) = c_{1} (c_{2} / λ_{i} - c_{3} β - c_{4}) e^{- c_{5} / λ_{i}} + c_{6} λ,

(3)

\frac{1}{λ_{i}} = \frac{1}{λ + 0.08 β} - \frac{0.035}{β^{3} + 1} .

(4)

Коэффициенты c1 к c6: c1 = 0.5176, c2 = 116, c3 = 0.4, c4 = 5, c5 = 21 и c6 = 0.0068. cp-λ характеристики, для различных значений угла подачи β, проиллюстрированы ниже. Максимальное значение CP (cpmax = 0.48) достигается для β = 0 градусов и для λ = 8.1. Это конкретное значение λ задано как номинальная стоимость (λ _{_ имя}).

Модель Simulink^® турбины проиллюстрирована в следующей фигуре. Три входных параметров являются скоростью генератора (ωr_pu) в pu номинальной скорости генератора, угол подачи в градусах и скорость ветра в m/s. Отношение скорости совета λ в pu λ _{_ имя} получено делением рациональной скорости в pu основной скорости вращения (заданный ниже) и скорости ветра в pu основной скорости ветра. Вывод является крутящим моментом, применился к валу генератора.

Параметры

Nominal mechanical output power: Номинальная выходная мощность в ваттах (Вт). Значением по умолчанию является 1.5e6.
Base power of the electrical generator: Номинальная степень электрического генератора связывается с ветряным двигателем в ВА. Этот параметр используется, чтобы вычислить выходной крутящий момент в pu номинального крутящего момента генератора. Значением по умолчанию является 1.5e6/0.9.
Base wind speed: Основное значение скорости ветра, в m/s, используемом в на модульную систему. Основная скорость ветра является средним значением ожидаемой скорости ветра. Эта основная скорость ветра производит механическую энергию, которая обычно ниже, чем турбинная степень номинала. Значением по умолчанию является 12.
Maximum power at base wind speed: Максимальная мощность на основной скорости ветра в pu номинальной механической энергии. Этот параметр является усилением степени kp уже заданный. Значением по умолчанию является 0.73.
Base rotational speed: Скорость вращения в максимальной мощности для основной скорости ветра. Основная скорость вращения находится в pu основной скорости генератора. Для синхронного или асинхронного генератора основная скорость является синхронной скоростью. Для генератора постоянного магнита основная скорость задана как скорость, производящая номинальное напряжение ни при какой загрузке. Значением по умолчанию является 1.2.
Pitch angle beta to display wind turbine power characteristics: Угловая бета подачи, в градусах, раньше отображала характеристики степени. Бета должна быть больше, чем или равной нулю. Значением по умолчанию является 0.
Display wind turbine power characteristics: Щелкните, чтобы построить турбинные характеристики степени для различных скоростей ветра и для заданной угловой беты подачи.

Вводы и выводы

Generator speed (pu): Вход Simulink скорости генератора в pu на основе номинальной скорости генератора.
Pitch angle (deg): Вход Simulink угла подачи.
Wind speed (m/s): Вход Simulink скорости ветра в m/s.
Tm (pu): Simulink вывод механического крутящего момента ветряного двигателя, в pu номинального крутящего момента генератора. Номинальный крутящий момент генератора основан на номинальной степени генератора и скорости.

Примеры

Механическая энергия Пополудни как функция скорости генератора, для различных скоростей ветра и для угла шага лопаток β = 0 градусов, проиллюстрирована ниже. Эта фигура получена с параметрами по умолчанию (основная скорость ветра = 12 м/с, максимальная мощность на основной скорости ветра = 0.73 pu (kp = 0.73) и основная скорость вращения = 1.2 pu).

Ссылки

[1] Зигфрид Хайер, “Интегрирование сетки энергетических систем преобразования ветра”, John Wiley & Sons Ltd, 1998, ISBN 0 471 97143 X

Документация

Ветряной двигатель

Библиотека

Описание

Параметры

Вводы и выводы

Примеры

Ссылки

Смотрите также

Представленный в R2006a

Документация Simscape Electrical

Поддержка