Smart Control System for the Wind Energy Networks

Работа ветроэлектрических установок недостаточно стабильна и надежна, что связано с непостоянством ветрового потока и изменчивостью направления ветра. Однако мировая ветроэнергетика развивается довольно большими темпами, и в перспективе доля генерирующих мощностей, связанных с преобразованием ветрового потока, составит значительную часть всей электроэнергетики. Для устранения подобных факторов при проектировании работы ветротурбин необходимо более полно использовать системы автоматического регулирования не только параметров, связанных с работой механических частей, но и электрических характеристик ветроустановок на основе силовой электроники.Выработка электрической энергии путем преобразования ветрового потока стала основой возобновляемой энергетики в энергосистемах всего мира. Современные системы ветроэлектрических установок (ВЭУ), преобразующие ветровые потоки с различной скоростью и расположенные на крупных ветроэлектрических станциях, нашли лучшее признание и захватили большую часть доли рынка. Подобные установки преобразовывают ветровую энергию с использованием силовых электронных систем. Технологии систем силовой электроники значительно повышают управляемость ветротурбин. Использование электронных систем в ветроэнергетике позволяет эффективно решать проблемы, связанные с требованиями к подключению к электросети.В предложенной работе представлено интеллектуальное устройство управления гибридной системой преобразования энергии ветра (СПЭВ) с помощью ветровой турбины с переменной скоростью вращения ротора на основе синхронного генератора с постоянным магнитом (СГПМ-ВЭУ). Предлагаемая конструкция управления затрагивает многие части системы, которые обеспечивают отслеживание максимальной мощности, управление системой и поддержание постоянного напряжения на необходимом уровне. Предлагаемый регулятор разработан с использованием дробного пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора, где параметры контроллера успешно настраиваются новым алгоритмом метаэвристической оптимизации Бат (BA). Чтобы выделить и сравнить характеристики этого контроллера, он используется при изменении скорости ветра и сравнивается с обычным ПИ-регулятором. Результаты моделирования показывают эффективность предложенного контроллера. Кроме того, по предложенной схеме установка ветротурбины с постоянным магнитом эффективно управляется в различных режимах работы.