Como fornecedor de unidades de frequência variável ao ar livre (VFDs) para sistemas de energia eólica, testemunhei em primeira mão o papel crítico que esses dispositivos desempenham na otimização da geração de energia eólica. Neste blog, vou me aprofundar nas estratégias de controle para VFDs ao ar livre em sistemas de energia eólica, compartilhando insights com base na minha experiência no setor.
Compreendendo o papel dos VFDs ao ar livre nos sistemas de energia eólica
Antes de mergulhar em estratégias de controle, é essencial entender a função dos VFDs externos em sistemas de energia eólica. Um VFD é um dispositivo eletrônico que controla a velocidade e o torque de um motor elétrico, variando a frequência e a tensão da potência fornecida a ele. Em um sistema de energia eólica, o VFD é usado para controlar a velocidade do gerador, garantindo que ele opere a uma velocidade ideal, independentemente da velocidade do vento.
Os VFDs externos são projetados especificamente para suportar condições ambientais adversas, como temperaturas extremas, umidade, poeira e vibração. Eles geralmente são instalados na nacele de uma turbina eólica, onde são expostos aos elementos. Esses VFDs devem ser confiáveis e eficientes para garantir a operação contínua da turbina eólica.
Estratégias de controle para VFDs ao ar livre em sistemas de energia eólica
Rastreamento máximo de ponto de energia (MPPT)
Uma das estratégias de controle mais importantes para os VFDs externos em sistemas de energia eólica é o máximo de rastreamento de pontos de energia (MPPT). O MPPT é uma técnica usada para otimizar a potência de uma turbina eólica ajustando a velocidade do gerador para corresponder ao ponto de energia máxima da curva de energia da turbina eólica.
A curva de potência de uma turbina eólica mostra a relação entre a velocidade do vento e a potência da turbina. O ponto de energia máxima é o ponto na curva de energia em que a turbina produz a quantidade máxima de energia para uma determinada velocidade do vento. Ao ajustar a velocidade do gerador para corresponder ao ponto de energia máxima, o VFD pode garantir que a turbina opere com a maior eficiência, maximizando a saída de energia.
Existem vários métodos para implementar o MPPT, incluindo perturbação e observação (P&O), condutância incremental (IC) e tensão fracionária de circuito aberto (FOCV). Cada método tem suas vantagens e desvantagens, e a escolha do método depende dos requisitos específicos do sistema de energia eólica.
Controle de afinação
O controle de afinação é outra estratégia de controle importante para VFDs externos em sistemas de energia eólica. O controle de afinação é uma técnica usada para ajustar o ângulo das pás da turbina eólica para otimizar a potência e proteger a turbina contra danos.
Quando a velocidade do vento é baixa, o ângulo de inclinação das pás é ajustado para aumentar o ângulo de ataque, o que aumenta a força de elevação nas lâminas e permite que a turbina capture mais energia do vento. Quando a velocidade do vento é alta, o ângulo de inclinação das pás é ajustado para diminuir o ângulo de ataque, o que reduz a força de elevação nas lâminas e impede a excesso de velocidade da turbina.
O controle de afinação é normalmente implementado usando um sistema de controle de circuito fechado, onde o VFD recebe feedback de sensores que medem a velocidade do vento, a velocidade do gerador e o ângulo de inclinação da lâmina. O VFD usa esse feedback para ajustar o ângulo de afinação das pás para otimizar a potência e proteger a turbina contra danos.
Conexão da grade e controle de qualidade de energia
Além do MPPT e controle de afinação, os VFDs externos em sistemas de energia eólica também devem ser capazes de se conectar à grade e controlar a qualidade da energia da eletricidade que está sendo gerada. A conexão da grade é um processo complexo que exige que o VFD atenda a padrões e regulamentos rígidos em relação à qualidade, frequência e tensão de energia.
Para garantir uma conexão de grade estável e confiável, o VFD deve poder controlar o fator de potência, a distorção harmônica e a regulação da tensão da eletricidade que está sendo gerada. O VFD pode usar uma variedade de técnicas para controlar a qualidade da energia, incluindo filtros de energia ativos, compensação de energia reativa e regulação de tensão.
Diagnóstico e proteção de falhas
Finalmente, os VFDs externos em sistemas de energia eólica devem ser capazes de diagnosticar e proteger contra falhas. O diagnóstico de falhas é um processo usado para detectar e identificar falhas no VFD ou no sistema de energia eólica, enquanto a proteção de falhas é um processo usado para impedir que as falhas causem danos ao VFD ou ao sistema de energia eólica.
O VFD pode usar uma variedade de técnicas para diagnosticar e proteger contra falhas, incluindo proteção de sobrecorrente, proteção de sobretensão, proteção de subtensão, proteção de superaquecimento e proteção de curto-circuito. O VFD também pode usar algoritmos de diagnóstico para detectar e identificar falhas no VFD ou no sistema de energia eólica, como falhas de motor, falhas de sensores e falhas de comunicação.
Benefícios do uso de VFDs ao ar livre em sistemas de energia eólica
O uso de VFDs externos em sistemas de energia eólica oferece vários benefícios, incluindo:
- Maior eficiência:Ao otimizar a velocidade do gerador e ajustar o ângulo de afinação das lâminas, os VFDs externos podem aumentar a eficiência da turbina eólica, maximizando a potência.
- Qualidade de energia aprimorada:Ao controlar o fator de potência, a distorção harmônica e a regulação de tensão da eletricidade gerada, os VFDs externos podem melhorar a qualidade da energia da eletricidade sendo alimentada na grade.
- Confiabilidade aprimorada:Ao diagnosticar e proteger contra falhas, os VFDs externos podem aumentar a confiabilidade do sistema de energia eólica, reduzindo os custos de inatividade e manutenção.
- Flexibilidade:Os VFDs externos podem ser facilmente integrados aos sistemas de energia eólica existentes, fornecendo uma solução flexível e econômica para atualizar e melhorar o desempenho do sistema.
Conclusão
Em conclusão, os VFDs ao ar livre desempenham um papel crítico na otimização do desempenho dos sistemas de energia eólica. Ao usar estratégias de controle, como MPPT, controle de afinação, conexão da grade e controle da qualidade da energia e diagnóstico e proteção de falhas, os VFDs externos podem aumentar a eficiência, melhorar a qualidade da energia, aumentar a confiabilidade e fornecer flexibilidade aos sistemas de energia eólica.
Se você estiver interessado em aprender mais sobre nossos VFDs ao ar livre ou discutir seus requisitos específicos, não hesite emContate-nos. Ficaríamos felizes em fornecer mais informações e ajudá -lo a encontrar a solução certa para o seu sistema de energia eólica.