EN
Однією з найшвидше розвиваються технологій відновлюваних джерел енергії є вітрова енергетика; однак вона має фундаментальну проблему — її неможливо передбачити. Вихідна напруга від вітрової турбіни постійно змінюється у прямій відповідності на зміни швидкості вітру, пориви та турбулентність. Це неприйнятно для систем, підключених до мережі, де напругу необхідно підтримувати в дуже вузьких межах, а також для автономних промислових навантажень, які можуть пошкодитися через події надмірної або недостатньої напруги. Трифазні регулятори напруги перетворюють нестабільну змінну напругу від турбіни на стабільну придатну для використання електроенергію шляхом виконання таких дій.
Компенсація швидких змін швидкості вітру
Швидкість вітру може змінюватися на кілька метрів за секунду протягом кількох секунд; пориви вітру призводять до прискорення обертання ротора й, відповідно, до підвищення напруги генератора, а ослаблення вітру — до провалу напруги. Така швидко змінна напруга (±15–30 % від номінального значення) перевищує можливості більшості обладнання: насоси, електродвигуни та системи керування можуть вимикатися або виходити з ладу, що призводить до небажаних подій. Трифазний регулятор напруги, розроблений для вітрових установок, використовує технологію швидкодіючих тиристорів (SCR) або сервоприводів з регулюванням відводів, щоб безперервно контролювати вихідну напругу й змінювати положення відводу регулятора або кут відкриття тиристора протягом 20–40 мс — набагато швидше, ніж механічна відповідь турбіни. У разі різких змін швидкості вітру регулятор підтримує напругу в межах 3–5 % від заданого значення й захищає чутливе навантаження від спонтанних вимикань у системах гібридного вітро-дизельного енергозабезпечення або невеликих вітрових турбін, підключених до мережі.
Компенсація несиметричного вхідного сигналу через асиметрію турбіни
Трифазні генератори вітрових турбін (зокрема з постійними магнітами) зазвичай не виробляють ідеально симетричну напругу; асиметрія, що може становити 5–15 % між фазами, спричинена асиметрією лопатей, неправильним положенням осі обертання (yaw misalignment) або частковим затіненням ротора, призводить до перегріву трифазних двигунів, зниження ефективності випрямлячів та виникнення гармонійних струмів. Трифазний регулятор напруги забезпечує незалежне керування кожною фазою; система регулює три фази окремо, компенсуючи асиметрію шляхом окремого підвищення або зниження напруги в кожній лінії. Асиметрію у 5–15 % можна зменшити до 1–2 % на виході регулятора. У випадку вітрових турбін, що живлять трифазні навантаження — такі як водяні насоси, компресори або пристрої для заряджання акумуляторів, — недоцільно, щоб ця асиметрія потрапляла безпосередньо до навантаження й призводила до пошкодження чи деградації обладнання. Показник якості електроенергії покращується — це значення все частіше передбачається вимогами мережевих кодексів.
Захист від подій перевищення швидкості та наднапруги
Під час штормових умов, коли швидкість вітру перевищує номінальну, напруга генератора може різко зростати до рівня, значно вищого за номінальне значення — часто до 130–150 % від номінальної напруги. Якщо такий рівень напруги зберігається тривалий час, це призводить до пошкодження електричної ізоляції, надмірного збудження трансформаторів та виходу з ладу чутливих електронних навантажень, таких як частотні перетворювачі або інвертори. Трифазний регулятор напруги запобігає перевищенню напруги при надмірній швидкості обертання, обмежуючи вихідну напругу. Під час такого події вхідна напруга постійно контролюється; якщо вона перевищує задані межі (зазвичай 110–115 % від номінального значення), вихідна напруга знижується до нижчого значення на відповідному відводі або, у крайньому випадку, навантаження відключається за допомогою внутрішнього байпасного контактора. Деякі пристрої надсилають сигнал контролеру вітрової турбіни для активації гальмування турбіни або керування кутом установки лопатей, що забезпечує запобігання катастрофічному виходу обладнання з ладу під час штормових умов або у разі відмови електромережі, через що турбіна не може віддавати свою потужність.
Згладжування вихідного сигналу для заряджання акумулятора та вхідного сигналу інвертора
Для автономних систем живлення банк акумуляторів часто заряджається від вітрової турбіни, або ж електроенергія подається на інвертор, що живить змінним струмом споживачів; як для заряджання акумуляторів, так і для входів інвертора потрібні стабільні рівні напруги. Під час заряджання при підвищених напругах через акумулятори проходять надмірні зарядні струми, що призводить до виділення газів і скорочує термін їхньої експлуатації. Входи інверторів дуже чутливі до пульсацій напруги, що викликає виникнення гармонійних струмів і знижує ефективність передачі енергії. Встановлення трифазного регулятора напруги між турбіною та зарядним пристроєм акумуляторів або інвертором забезпечує узгодження вихідної напруги турбіни. Для навантажень, що живляться через інвертор, це означає значно чистіші синусоїдні хвилі й нижчий рівень гармонік. Пульсації на виході зменшуються в 5–10 разів. Це означає, що при низьких швидкостях вітру акумулятор отримує необхідну напругу заряджання, що продовжує його термін служби на 20–30 % порівняно з безпосереднім підключенням до турбіни. Також передбачено захист від відключення при низькій напрузі, щоб запобігти глибокому розряджанню акумуляторів під час безвітря.
Ми надаємо трифазні регулятори напруги, які компенсують швидкі зміни швидкості вітру, вирівнюють несиметричне вхідне навантаження від турбін, захищають від перевищення швидкості та надлишкової напруги, а також стабілізують вихідну напругу акумуляторів і вхідну напругу інверторів. Ми маємо понад 20-річний досвід роботи, власну виробничу площу понад 50 000 квадратних метрів, власні розробки компонентів, права інтелектуальної власності та виконуємо роль розробника національних стандартів у цій галузі; ми постачаємо трифазні регулятори напруги, щоб забезпечити придатність та надійність вітрової енергії.