В. І. Щур

УДК 621.311.24:621.548
С. 10-21
Мова Укр.
Бібл. 18 назв.

СИСТЕМА КЕРУВАННЯ ВІТРОЕЛЕКТРОУСТАНОВКОЮ НА БАЗІ НЕЧІТКОГО РЕГУЛЯТОРА З УРАХУВАННЯМ ЗМІНИ АЕРОДИНАМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ВІТРОРОТОРА

А. О. Лозинський, В. І. Щур
Для розвитку малої вітроенергетики виникає потреба в удосконаленні відомих алгоритмів керування вітроелектроустановками з метою покращення їх енергоефективності. Для дослідження обрано вітроелектроустановку з вертикальною віссю обертання потужністю один кіловат. Найбільш поширеним способом керування такою вітроелектроустановкою є регулювання моменту навантаження генератора пропорційно до квадрату його кутової швидкості – регулювання за збуренням швидкості вітру. Така система керування забезпечує постійний пошук точки відбору максимальної потужності від вітру, проте має низьку швидкодію, особливо при малих і турбулентних швидкостях вітру. Це, а також зміни аеродинамічної характеристики вітроротора залежно від параметрів навколишнього середовища, зокрема швидкості вітру та температури, призводить до зниження кількості отриманої електроенергії. У роботі розроблено систему керування вітроелектроустановкою, яка дозволяє
on-line визначити оптимальний, з точки зору максимуму вихідної електричної потужності, момент навантаження векторно керованого синхронного генератора з постійними магнітами за дії вказаних збурюючих факторів. Така система керування базується на використанні нечіткого регулятора, на вхід якого поступають сигнали швидкості вітру й температури навколишнього середовища, а на виході отримуємо коректуючий сигнал моменту навантаження генератора. Для покращення динамічних характеристик системи до регулятора за збуренням додано також регулятор за відхиленням кутової швидкості вітроротора від заданої. Ефективність запропонованого рішення перевірена імітаційним комп’ютерним симулюванням у середовищі MATLAB/Simulink роботи дослідної вітроелектроустановки з розробленою й традиційною системами керування на турбулентних вітрах. Результати проведених досліджень підтвердили зростання кількості отриманої за тестовий період роботи дослідної вітроелектроустановки електроенергії до 7 % при застосуванні розробленої системи керування порівняно з традиційною залежно від параметрів навколишнього середовища.
Ключові слова: вітроелектроустановка, вітроротор з вертикальною віссю обертання, нечіткий регулятор.