Дублирующая электромеханическая система торможения ветроэнергетической установки

Евгений Викторович Соломин, Евгений Анатольевич Сироткин, Елена Сергеевна Бодрова, Максим Сергеевич Чиненов

Аннотация


 Приведены данные по регионам Российской Федерации с наиболее высокими среднегодовыми скоростями ветра, обоснована рентабельность использования в данных регионах ветроэнергетических установок. Рассмотрены негативные факторы, с которыми можно столкнуться при эксплуатации ветроэнергетического оборудования в зоне повышенных ветровых нагрузок. Определена необходимость применения дублирующих систем торможения в ветроэнергетических установках. Приведено аналитическое сравнение существующих способов торможения ВЭУ, выявлены их преимущества и недостатки. Предложен наиболее надежный и эффективный вариант электромеханического торможения ветроколеса, в котором сочетаются преимущества рассмотренных аналогов и отсутствуют их недостатки. Приводится описание такой электромеханической системы торможения для вертикально-осевой ветроэнергетической установки с использованием компьютерной 3D-модели, созданной в программном комплексе SolidWorks. Рассмотрена кинематическая схема системы торможения, описывающая взаимосвязь основных компонентов системы: электропривода, редуктора, трехкулачкового тормозного блока и тормозного барабана на роторе ВЭУ. Также в статье описаны созданные схема и алгоритм управления данной системой торможения, основывающиеся на постоянном мониторинге состояния основных компонентов ВЭУ и удержании ее в допустимых рабочих диапазонах. Сделано заключение об эффективности применения рассматриваемой системы торможения на ветроэнергетических установках.


Ключевые слова


ветроэнергетика; ветроэнергетические установки; системы торможения; дублирующие системы

Полный текст:

PDF

Литература


Gogoberidze G., Abramov V.M., Karlin L.N., Lednova J. and Malakhova J. Marine Economic Potential Assessment for Environmental Management in the Russian Arctic and Subarctic Coastal Regions/ Interna-tional Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management SGEM, 2014, no. 3 (5), pp. 253–260. DOI: 10.5593/sgem2014/b53/s21.034

Dudin M.N., Sekerin V.D., Gorohova A.E., Bank S.V. and Danko T.P. Arctic Zone: Global Strategic Prio¬rities for Integrated Development and Infrastructure Policy. Man in India, 2016, 96 (7), pp. 2297–2313.

Dudin M.N., Ivashchenko N.P., Frolova E.E., Abashidze A.H. and Smbatyan A.S. Innovative Ap-proach to the Development of the Logistics System of Supply of the Arctic Region Space. International Jour-nal of Econo¬mics and Financial, 2016, iss. 6 (4), pp. 1965–1972.

Boute A. Renewable Energy Federalism in Russia: Regions as New Actors for the Promotion of Clean

Energy. Journal of Environmental Law, 2013, 25 (2), pp. 261–291. DOI: 10.1093/jel/eqt005

Gore O., Viljainen S., Makkonen M., Kuleshov D. Russian Electricity Market Reform: Deregulation or Re-regulation? Energy Policy, 2012, no. 41, pp. 676–685. DOI: 10.1016/j.enpol.2011.11.031

Larionov A., Nezhnikova E. Role of Energy Efficiency in Improving the Quality of Housing Projects.

International Journal of Applied Engineering Research, 2016, no. 11 (6), pp. 4433–4439.

Runkle B.K., Wille C., Gažovič M., Wilmking M., Kutzbach L. The Surface Energy Balance and Its Dri¬vers in a Boreal Peatland Fen of Northwestern. Russia Journal of Hydrology, 2014, no. 511, pp. 359–373. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2014.01.056

Cole S. NASA-NOAA Satellite Reveals New Views of Earth at Night. Available at: https://www.nasa.gov/ mission_pages/NPP/news/earth-at-night.html (accessed 17.01.2018).

Sevastyanov S., Kravchuk A. The Russian Approach to National Security in the Arctic. Korean Jour-nal of Defense Analysis, 2017, no. 29 (1), pp. 131–150.

Schubert B. WorldWind Explorer Project. Available at: http://worldwind.earth/ (accessed: 18.01.2018).

Никитин А.Д. Моделирование переходных процессов при работе автономной ветроустановки с резервным источником энергии. Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2016. Т. 16, № 1. С. 36–41. DOI: 10.14529/power160106 [Nikitin A.D., Akifeva N.N. Simulation of Transient Processes at Operation of Stand-Alone Wind Turbine with Backup Power Source. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2016, vol. 16, no. 1, pp. 36–41. (in Russ.) DOI: 10.14529/power160106]

Datta R., Ranganathan V.T. A Method of Tracking the Peak Power Points for a Variable Speed Wind

Energy Conversion System, IEEE Transactions on Energy Conversion, 2003, no. 18 (1), pp. 163–168. DOI: 10.1109/TEC.2002.808346

Hansen A.D., Sørensen P., Iov F., Blaabjerg F. Centralised Power Control of Wind Farm with Doubly Fed Induction Generators. Renewable Energy, 2006, no. 31 (7), pp. 935–951. DOI: 10.1016/j.renene.2005.05.011

Bossanyi E.A. Wind Turbine Control for Load Reduction. Wind Energy, 2003, no. 6 (3), pp. 229–244. DOI: 10.1002/we.95

Teodorescu R., Blaabjerg F. Flexible Control of Small Wind Turbines with Grid Failure Detection Opera¬ting in Stand-Alone and Grid-Connected Mode. IEEE Transactions on Power Electronics, 2004, no. 19 (5),

pp. 1323–1332. DOI: 10.1109/TPEL.2004.833452

Abrahamsen A.B., Mijatovic N., Seiler E., Sørensen M.P., Koch M., Nørgard P.B., Pedersen N.F., Træholt C., Andersen N.H., Østergard J. Design Study of 10 kW Superconducting Generator for Wind Tur-bine Applications. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2009, no. 19 (3), art. no. 5067256, pp. 1678–1682. DOI: 10.1109/TASC.2009.2017697

Коробатов Д.В., Мартьянов А.С., Соломин Е.В., Сироткин Е.А. Эффективные методы регулиро-вания мощности устройств на основе ВИЭ. Международный научный журнал Альтернативная энергети-ка и экология. 2016. № 11-12 (199-200). С. 69–78. DOI: 10.15518/isjaee.2016.11-12.069-078 [Korobatov D.V., Martyanov A.S., Solomin E.V., Sirotkin E.A. [Efficient Power Control Methods of Devices Based on RES]. Mezhdu¬narodnyy nauchnyy zhurnal Al'ternativnaya energetika i ekologiya [International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology], 2016, no. 11-12, pp. 69–78. (in Russ.) DOI: 10.15518/isjaee.2016.11-12.069-078]

Соломин Е.В., Сироткин Е.А., Козлов С.В. Электромеханическая система аварийного торможе-ния ветроэнергетической установки. Электротехнические системы и комплексы. 2016. № 1 (30). С. 19–23. [Solo¬min E.V., Sirotkin E.A., Kozlov S.V. [Electro-Mechanical System of Emergency Braking for Wind Turbine]. Elektro¬tekhnicheskie sistemy i kompleksy [Electrotechnical Systems and Complexes], 2016, no. 1, pp. 19–23. (in Russ.)]

Wang K., Hansen M.L., Moan T. Dynamic analysis of a floating vertical axis wind turbine under emergency shutdown using hydrodynamic brake, Energy Procedia, 2014, no. 53 (C), pp. 56–69. DOI: 10.1016/j.egypro.2014.07.215

Yankov P.V, Van Den Bossche A., Valchev V.C., Successive Resistive Braking Circuit for Permanent Magnet Wind Turbine Generators. Proceedings of EPE-PEMC 2010 – 14th International Power Electronics and Motion Control Conference, 2010, art. no. 5606915, pp. T1127–T1131. DOI: 10.1109/EPEPEMC.2010.5606915




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power180207

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.