Испытание ветрогенератора: Переменные ветровые нагрузки, ЛВРТ & Соответствие сетевому кодексу

Почему тестирование ветряных турбин не соответствует методике испытаний двигателей

Ветрогенератор – это, механически, Самый инвертированный вариант использования испытательного стенда для двигателей: вместо того, чтобы управлять тестируемым устройством и измерять его мощность, стенд должен управлять генератором через сильно переменную, внешний крутящий момент и профиль скорости — порывистый ветер, переходные процессы напряжения на стороне сети, и события, связанные с прохождением низкого напряжения, а также проверить правильность реакции генератора и его преобразователя мощности.. Это принципиально иная тестовая ситуация, чем определение характеристик собственной мощности двигателя..

Что отличает испытания ветряных турбин

• Высокая переменность входного крутящего момента, не заданный крутящий момент: Реальная ветровая нагрузка стохастическая — порывы., сдвиг ветра, эффекты тени башни — и испытательный стенд должен воспроизвести эту изменчивость (через записанные или синтезированные профили ветрового момента) вместо того, чтобы применять гладкий, управляемые изменения крутящего момента
• Устранение неисправности на стороне сети: Сетевые нормы на большинстве рынков требуют, чтобы ветряные турбины оставались подключенными и поддерживали сеть во время провалов напряжения. (Проезд при низком напряжении / ЛВРТ) вместо отключения — для тестирования требуется, чтобы стенд и его эмулятор сети создавали контролируемые провалы напряжения, пока генератор находится под механической нагрузкой.
• Различия в топологии полного преобразователя или DFIG: Асинхронные генераторы с двойным питанием (ДФИГ) и генераторы с постоянными магнитами с полным преобразователем имеют разные требования к испытаниям — системы DFIG требуют испытаний преобразователя на стороне ротора во всем диапазоне скольжения., в то время как системы с полным преобразователем определяют все электрические характеристики на этапе преобразователя мощности.
• Тестирование системы тангажа и рыскания: За главным генератором, шаговые двигатели (контроль угла наклона лезвия) и рыскающие моторы (ориентация гондолы) имеют свои собственные рабочие циклы — частые, средний крутящий момент, работа с большим количеством циклов — в отличие от профиля непрерывной работы основного генератора

Основные объекты испытаний для ветряных генераторов

1. Испытание профиля переменного крутящего момента ветра

Стенд управляет генератором посредством записанных или синтезированных временных рядов крутящего момента ветра. (включение турбулентности, порывы, и срезать) а не плавные пандусы, проверка правильности отслеживания выходной мощности контура управления генератором и преобразователем в условиях реалистичной изменчивости.

Ключевые показатели: Точность отслеживания мощности при переменном входном сигнале, время реакции на переходные процессы крутящего момента.

2. Проезд при низком напряжении (ЛВРТ) Согласие

С генератором под механической нагрузкой, Эмулятор сети стенда создает провал напряжения, соответствующий профилю LVRT применимого кода сети., проверка того, что генератор/преобразователь остается подключенным, соответствующим образом ограничивает ток повреждения, и восстанавливает выходную мощность в течение указанного времени.

Ключевые показатели: Успешный переход в соответствии с профилем напряжения и времени по нормам сети, подача реактивного тока во время неисправности, время восстановления после сбоя.

3. Реактивная мощность и контроль коэффициента мощности

Сетевые нормы обычно требуют, чтобы ветрогенераторы поддерживали контроль реактивной мощности/напряжения в определенном диапазоне — стенд проверяет, что преобразователь точно подает заданную реактивную мощность во всем рабочем диапазоне генератора., не только при номинальной реальной мощности.

Ключевые показатели: Точность реактивной мощности в зависимости от. команда, достижимый диапазон коэффициента мощности при различных уровнях реальной мощности.

4. Картирование эффективности и потерь в интервалах скорости ветра

Поскольку турбина проводит большую часть своего срока службы при скорости ветра ниже номинальной., эффективность должна быть охарактеризована во всем диапазоне рабочих точек. (частичная нагрузка до номинальной), не только в расчетной точке — это влияет на ежегодные оценки производства энергии больше, чем просто пиковая эффективность.

Ключевые показатели: Эффективность в каждом рабочем бункере по скорости ветра, средневзвешенная эффективность при репрезентативном распределении ветра.

5. Тестирование рабочего цикла двигателя по тангажу и рысканью

Двигатели тангажа и рыскания тестируются отдельно по сравнению с их собственными двигателями с большим количеством циклов., режим работы с умеренным крутящим моментом — проверка того, что они точно удерживают положение и выдерживают ожидаемое количество циклов в течение срока службы турбины., совсем другая проверка, чем испытания основного генератора в непрерывном режиме..

Ключевые показатели: Точность позиционирования под нагрузкой, циклов до отказа при номинальном режиме работы.

Что это означает для выбора испытательного стенда

Программа испытаний генераторов ветряных турбин нуждается в стенде, способном управлять сильно изменяющимися профилями крутящего момента. (не просто командовал пандусами), эмулятор сети для тестирования LVRT и реактивной мощности, и возможность отдельных испытаний для приводов наклона/рысканья с их особым профилем работы с большим циклом работы — другой акцент в конфигурации, чем при тестировании автомобильных или промышленных двигателей., хотя и построен на тех же базовых принципах четырехквадрантного динамометра и испытаний силовой электроники..

Если ваша команда проверяет ветряные генераторы или их системы наклона/рысканья., поговорите с нашей командой инженеров о настройке испытательного стенда в соответствии с топологией вашего генератора и требованиями сетевого кода.