Wind Turbine

Модель реализации переменного ветряного двигателя подачи

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

Описание

Блок Wind Turbine моделирует установившиеся характеристики степени ветряного двигателя. Жесткость диска обучается, бесконечно и коэффициент 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)
_Ветер v	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:

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

где:

P _m _{_pu}	Степень в pu номинальной степени для особых значений ρ и A
_cp _{_pu}	Коэффициент полезного действия в pu максимального значения _cp
v _{wind_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 v _{wind_pu=1} pu, _kp меньше чем или равен 1

Типовое уравнение используется к модели _cp (λ,β). Это уравнение, на основе турбинных характеристик моделирования [1]:

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

с:

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

Коэффициенты c ₁ к c ₆: c ₁= 0.5176, c ₂= 116, c ₃= 0.4, c ₄= 5, c ₅= 21 и c ₆= 0.0068. c _p-λ характеристики, для различных значений угла подачи β, проиллюстрирован 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 следующем рисунке. 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. Выход является крутящим моментом, применился к валу генератора.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`Generator speed (pu)` — Скорость генератора, pu
скаляр

Скорость генератора на основе номинальной скорости генератора в виде скаляра, в pu.

`Pitch angle (deg)` — Передайте угол, градус
скаляр

Передайте угол в виде скаляра

`Wind speed (m/s)` — Скорость ветра, m/s
неотрицательный скаляр

Скорость ветра в виде неотрицательного скаляра, в m/s.

Вывод

развернуть все

`Tm (pu)` — Механический крутящий момент ветряного двигателя, pu
скаляр

Механический крутящий момент ветряного двигателя, возвращенного как скаляр, в pu номинального крутящего момента генератора. Номинальный крутящий момент генератора основан на номинальной степени генератора и скорости.

Параметры

развернуть все

`Nominal mechanical output power` — Номинальная выходная мощность
`1.5e6` (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Номинальная выходная мощность в ваттах (Вт).

`Base power of the electrical generator` — Номинальная степень электрического генератора связывается с ветряным двигателем
`1.5e6/0.9` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Номинальная степень электрического генератора связывается с ветряным двигателем в ВА. Этот параметр используется для расчета выходной крутящий момент в pu номинального крутящего момента генератора.

`Base wind speed (m/s)` — Основное значение скорости ветра
12 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Основное значение скорости ветра, в m/s, используемом в системе на модуль. Основная скорость ветра является средним значением ожидаемой скорости ветра. Эта основная скорость ветра производит механическую энергию, которая обычно ниже, чем турбинная степень номинала.

`Maximum power at base wind speed` — Максимальная мощность
0.73 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Усиление степени _kp на основной скорости ветра в pu номинальной механической энергии. _kp меньше чем или равен 1.

`Base rotational speed` — Скорость вращения в максимальной мощности для основной скорости ветра
1.2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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.

`Pitch angle beta to display wind turbine power characteristics` — Передайте угловую бету
0 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Угловая бета подачи, в градусах, раньше отображала характеристики степени. Бета должна быть больше или быть равной нулю.

`Display wind turbine power characteristics` — Постройте характеристики степени ветряного двигателя
кнопка

Щелкните, чтобы построить турбинные характеристики степени для различных скоростей ветра и для заданной угловой беты подачи.

Примеры

Рисунок ниже показов механическая энергия _Pm как функция скорости генератора, для различных скоростей ветра и для угла шага лопаток β = 0 градусов. Этот рисунок получен 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

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Введен в R2006a

Документация Simscape Electrical

Поддержка

Сообщество Экспонента

Документация

Wind Turbine

Описание

Порты

Входной параметр

Generator speed (pu) — Скорость генератора, pu скаляр

Pitch angle (deg) — Передайте угол, градус скаляр

Wind speed (m/s) — Скорость ветра, m/s неотрицательный скаляр

Вывод

Tm (pu) — Механический крутящий момент ветряного двигателя, pu скаляр

Параметры

Nominal mechanical output power — Номинальная выходная мощность 1.5e6 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Base wind speed (m/s) — Основное значение скорости ветра12 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Maximum power at base wind speed — Максимальная мощность0.73 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Base rotational speed — Скорость вращения в максимальной мощности для основной скорости ветра1.2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Pitch angle beta to display wind turbine power characteristics — Передайте угловую бету0 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Display wind turbine power characteristics — Постройте характеристики степени ветряного двигателя кнопка

Примеры

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Введен в R2006a

Документация Simscape Electrical

Поддержка

`Generator speed (pu)` — Скорость генератора, pu
скаляр

`Pitch angle (deg)` — Передайте угол, градус
скаляр

`Wind speed (m/s)` — Скорость ветра, m/s
неотрицательный скаляр

`Tm (pu)` — Механический крутящий момент ветряного двигателя, pu
скаляр

`Nominal mechanical output power` — Номинальная выходная мощность
`1.5e6` (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Base wind speed (m/s)` — Основное значение скорости ветра
12 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum power at base wind speed` — Максимальная мощность
0.73 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Base rotational speed` — Скорость вращения в максимальной мощности для основной скорости ветра
1.2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pitch angle beta to display wind turbine power characteristics` — Передайте угловую бету
0 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Display wind turbine power characteristics` — Постройте характеристики степени ветряного двигателя
кнопка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.