Tên dự án: Năng lượng gió, tìm hiểu sâu về hệ thống điện năng lượng gió. Cơ quan công tác: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng Nội dung giảng dạy: Năng lượng gió, hiểu biết sâu về hệ thống năng lượng gió. Ví dụ, năng lượng gió, một công nghệ năng lượng tái tạo quan trọng, mới chỉ được sử dụng ở vùng sâu vùng xa.
Với yêu cầu đề tài “Năng lượng gió, hiểu biết sâu về hệ thống điện năng lượng gió” do giáo sư Thân Ngọc Hoàn chủ trì đã được thực hiện.
LƯỚI ĐIỆN
LƯỚI ĐIỆN NĂNG
- SỐ LIỆU CƠ BẢN
- XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯỚI
Hệ thống lưới điện là mạng lưới các hệ thống vận chuyển và phân phối điện từ nhà cung cấp đến người tiêu dùng. Người tiêu dùng cuối cùng được kết nối với hệ thống phân phối của các công ty mạng lưới có thể mua điện với giá bán lẻ. Các nhà máy điện tua bin khí cung cấp điện cho hệ thống truyền tải thứ cấp như trên Hình 1.2.
Một mạng lưới điện liên kết với mức độ thâm nhập cao của năng lượng xanh. Hệ thống phân phối được thiết kế để vận chuyển điện đến các nguồn cấp điện và khách hàng.
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LƯỚI
- THUÂT NGỮ CHUNG
- TÍNH TOÁN MỨC TIÊU THỤ ĐIỆN
Vì vậy, chúng ta có thể sử dụng hệ thống một pha để phân phối điện năng cho các tải. Nhưng máy phát điện ba pha có thể tạo ra công suất gấp ba lần. Do đó, hệ thống ba pha có thể cung cấp năng lượng gấp ba lần so với hệ thống một pha.
Khi chúng ta biểu thị hệ số công suất dương, điều đó có nghĩa là dòng điện của tải chậm hơn điện áp. Công suất biểu kiến được hấp thụ bởi tải có thể được biểu thị bằng Xét máy phát điện trong Hình 1.30 hoạt động với hệ số công suất dương.
HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN NHỎ NĂNG LƯỢNG GIÓ
NĂNG LƯỢNG GIÓ
Điều khiển góc nghiêng của cánh bằng động cơ điện hoặc cơ cấu thủy lực. Nó được sử dụng để quay (hoặc nghiêng) tuabin gió nhằm tối đa hóa khả năng thu năng lượng của tuabin hoặc để giảm tốc độ quay của rôto khi gió lớn. Một số tuabin tiên tiến sử dụng phanh thủy lực để điều chỉnh tốc độ gió khi công suất tuabin quá thấp hoặc quá cao.
Máy phát điện cảm ứng và máy phát điện nam châm vĩnh cửu được sử dụng cho tuabin gió. Bộ điều chỉnh gió được sử dụng để điều chỉnh và điều khiển các chức năng cơ và điện của tuabin. Máy đo gió được sử dụng để đo tốc độ gió và gửi số đo đến bộ điều khiển.
Vỏ được sử dụng làm vỏ chống chịu thời tiết thích hợp cho trục, máy phát điện, bộ điều khiển và rôto phanh. Trục tốc độ cao được sử dụng để kết nối hộp số và rôto máy phát điện. Bộ truyền động nằm ngang được sử dụng để định hướng thanh truyền và rôto bằng động cơ nằm ngang hoặc cơ cấu thủy lực.
Một động cơ nằm ngang được sử dụng để di chuyển trục quay cùng với các bộ phận của nó. Một tháp được sử dụng để nâng tuabin và giữ các cánh quạt và vỏ bọc.
MÁY PHÁT ĐIỆN TURBINE GIÓ
Chong chóng được sử dụng để xác định hướng gió và gửi đến bộ điều khiển, từ đó ra lệnh cho bộ truyền động ngang hướng mũi nón của tuabin theo đúng hướng khi hướng gió thay đổi. Các biểu diễn tập trung của cuộn dây stato và rôto được thể hiện trong Hình 2.5(a). Nhưng trên thực tế, cuộn dây của stato và rôto là những cuộn dây hình sin phân bố gần như nhau.
Sự phân bố hình sin của cuộn dây stato được đo bằng góc φs và sự phân bố hình sin của cuộn dây rôto được đo bằng góc φr. Khi cuộn dây stato được kích thích bằng dòng điện hình sin ba pha, mỗi cuộn dây pha tạo ra một từ trường vectơ hình sin dao động dọc theo trục của cuộn dây và cho biết vị trí của trường cực đại dương như trên hình 2.5 (a). Hiệu ứng phân bố trường vectơ của cuộn dây ba pha tương đương với việc có một trường vectơ phân bố hình sin.
Đối với máy phát điện hai cực, nếu cuộn dây stato bị kích thích bởi nguồn 60. Một tiếp điểm điện tử được sử dụng để cung cấp khởi động mềm giúp kết nối trơn tru và ngắt kết nối máy phát khỏi lưới bằng cách hạn chế dòng khởi động không mong muốn ở khoảng. 1,6 lần dòng định mức. Công tắc mềm được điều khiển bởi bộ vi điều khiển hoặc bộ điều khiển.
Một công tắc mềm đóng ở điểm điện áp bằng 0 và mở khi dòng điện chạy qua nó bằng 0. a) Dây quấn stato và rôto của máy điện. Công tắc mềm sử dụng thyristor được điều khiển để kết nối máy phát với máy phát cảm ứng tại điểm 0 của điện áp máy phát hình sin 2 giây sau khi máy phát cảm ứng hoạt động trên tốc độ đồng bộ.
MÔ HÌNH MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG
- TÍNH ĐỘ TRƯỢT
- MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA MÁY CẢM ỨNG
Từ thông vòng Φ biểu thị các đường từ thông nối cuộn dây; được đo bằng weber. Mật độ từ thông cảm ứng (B) được tính từ điện áp đặt vào và cường độ từ trường (H) từ dòng điện chạy qua cuộn dây. Các vòng này được tạo ra bằng cách đo từ thông của vật liệu sắt từ trong khi điện áp đặt vào thay đổi.
Nguồn xoay chiều thay đổi theo thời gian sẽ từ hóa stato và tạo ra mật độ từ thông thay đổi. Mật độ từ thông tổng thay đổi theo thời gian của cuộn dây stato kín đi qua khe hở không khí của vòng dây quấn rôto tạo ra điện áp trong cuộn dây rôto. Sự phân bố sóng từ thông stato của stato đi qua khe hở không khí của máy điện và quấn các cuộn dây rôto tạo ra điện áp cảm ứng ở pha a, b và c của cuộn dây rôto.
Kết quả là dòng điện trong cuộn dây rôto tạo ra từ thông rôto của cuộn dây rôto. Bằng cách cộng từ thông sinh ra bởi các pha a, b và c của cuộn dây rôto, chúng ta có thể thu được. Sự phân bố từ thông này cho máy hai cực được thể hiện trong Hình 2.12.
Phân bố từ thông tổng của rôto, BR(θr,t), của rôto quay với tốc độ ωsyn-ωm đối với rôto có máy điện hai cực BR(θr,t) quay với tốc độ ωm (tốc độ cơ) đối với stato. Hai sóng từ thông được truyền vào máy theo một góc như hình 2.12.
PHÂN TÍCH CÔNG SUẤT CỦA MỘT MÁY ĐIỆN DỊ BỘ
Công suất đầu vào có thể được tính từ điện áp đầu vào và dòng điện do máy tạo ra như trong phương trình 2.52. Công suất qua khe hở không khí của máy (xem hình 2.17 hoặc 2.28) có thể được tính bằng cách trừ đi tổn hao điện trở dây stato và tổn hao lõi thép theo phương trình 6.53. Theo phương trình 2.53, hiệu ứng khe hở không khí cũng có thể được tính bằng bình phương dòng điện rôto, I2 và R'2/s.
Khi máy hoạt động như một động cơ, công suất truyền tới trục có thể được tính toán bằng cách tính tổn thất rôto. Bằng cách thay lực khe hở không khí vào Công thức 2.54, chúng ta có được Công thức 2.55. Do đó, công suất điện từ truyền đến trục máy có thể được biểu diễn dưới dạng hàm của lực khe hở không khí bằng phương trình 2.57.
Dòng điện từ stato đến trục động cơ được mô tả bằng dòng điện như trên hình 2.19. Nó có thể hoạt động như một động cơ, máy phát điện hoặc phanh. Trong phương trình 2.58, ωm là tốc độ trục và Tem là mômen trục và Pem là công suất cung cấp cho máy.
Chúng ta có thể tính Pem bằng cách tính dòng điện cung cấp cho máy từ mạng. Khi độ trượt, s, bằng một, tức là tốc độ trục bằng 0 (khởi động), có thể thu được mômen khởi động.
VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN DỊ BỘ
Điện trở rôto của máy phát cảm ứng được thay đổi tức thời bằng bộ điều khiển công suất điện tử tác động nhanh. Chúng ta có thể giảm tốc độ rôto của máy phát nếu máy phát có nhiều cực hơn. Từ Sind, ta thấy máy phát điện cảm ứng tạo ra công suất tác dụng.
Năng lượng điện do máy phát cảm ứng tạo ra được đưa vào mạng cục bộ và bị mất đi trong điện trở của stato và rôto. Giả sử một dãy tụ điện 3 pha Y (sao) được đặt ở cực của máy phát điện cảm ứng. Do đó, máy phát điện cảm ứng sẽ bơm hoặc cấp điện vào lưới điện địa phương.
Tính công suất phản kháng giữa lưới điện và máy phát điện cảm ứng. Vì góc này lớn hơn 90° nên năng lượng từ máy phát sẽ được đưa vào lưới điện cục bộ. DFIG này là một máy phát điện cảm ứng rôto dây quấn (WRIG) với các cuộn dây stato được nối trực tiếp vào lưới điện.
Tuy nhiên, ở tốc độ gió thấp, bộ điều khiển tốc độ sẽ cố gắng tối đa hóa công suất và hiệu suất của máy phát điện. Vì cuộn dây rôto được điều khiển tích cực bởi bộ chuyển đổi, máy phát điện. Máy phát điện được điều khiển bằng cách thay đổi tần số của cuộn dây nối với bộ chuyển đổi.
Những loại máy phát điện gió này hoạt động với tốc độ gió thay đổi.
