Nedbrydning af kontroller for bedre at styre vindenergisystemer

Forskere med base i Brasilien har udviklet en måde til bedre at styre vindenergisystemer i elektrisk produktion. Vindenergisystemer er typisk dyre at vedligeholde, og de kan kun omdanne en del af deres producerede energi til lagring.

Resultaterne blev offentliggjort den IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica , en fælles publikation af IEEE og Chinese Association of Automation, og kan have konsekvenser for at gøre vindenergisystemer mere effektive og omkostningseffektive.

"Vedvarende energiproduktion accepteres verden over af akademikere og industri som et interessant alternativ til traditionel elproduktion, hovedsagelig på grund af den stigende mangel på fossile brændstoffer og drivhusgassernes frygtelige virkning på Jordens klima, "sagde Juan Sebastián Solís-Chaves, papirforfatter og professor ved Institut for Energiteknik ved Federal University of ABC-UFABC i Brasilien. "Af alle mulige arrangementer for vindenergisystemer, den mest almindeligt anvendte er den dobbeltfodrede induktionsgeneratorbaserede konfiguration. "

Dette er den type system, forskerne brugte til at analysere, hvordan man bedre styrer vindenergisystemer. Den dobbelt fodrede induktionsgenerator anses bredt for at være et meget stabilt system, ifølge Solís-Chaves, men det kan kun behandle omkring 30 procent af den genererede effekt, og de samlede omkostninger ved systemvedligeholdelse er høje. Systemet består af to viklinger, eller elektromagneter, der fodrer information fra det ydre miljø til generatoren. De kan justere den frekvens, hvormed der genereres strøm, baseret på vindens styrke, der drejer turbinen. Imidlertid, det dobbeltdrevne system kræver en konverter til at ændre strømmen fra vekselstrøm til jævnstrøm, afhængigt af hvilken hastighedskonvertering der er behov for. For større systemer, dette kan være en betydelig udgift.

"Vi satte os for at undersøge, hvordan langtrækket generaliseret forudsigende kontrolteori kunne være et interessant og innovativt alternativ til den traditionelle direkte effektstyring, der bruges i vindenergisystemer, "Sagde Solís-Chaves.

I den traditionelle generator, kontrollerne adresserer hele systemet sammen. Trods forskellige stadier, hvert trin er afhængigt af de andre, og skal betragtes sammen. For eksempel, hvis vindstyrken stiger og drejer turbinen mere, systemet vil justere konverteren og elproduktionsprocesserne sammen, ved at bruge hver som en variabel for de andre.

I denne avis, forskerne brød systemet fra hinanden for at behandle elproduktion og feedback som to separate systemer, hver med et input og et output. "Dette er en ikke-lineær kontrolteori, der er et meget robust alternativ med en hurtigere dynamisk respons end traditionelle systemer, "Sagde Solís-Chaves.

I dette vindenergisystem, under forskernes nye kontrolsystem, møllen kan reagere meget hurtigere, mindske belastningen af ​​dets fysiske komponenter.

Næste, forskerne planlægger at fortsætte med at finjustere deres afkoblede generationssystem.