Como proveedor de unidades de frecuencia variables al aire libre (VFD) para los sistemas de energía eólica, he sido testigo de primera mano el papel crítico que juegan estos dispositivos para optimizar la generación de energía eólica. En este blog, profundizaré en las estrategias de control para los VFD al aire libre en los sistemas de energía eólica, compartiendo ideas basadas en mi experiencia en la industria.
Comprender el papel de los VFD al aire libre en los sistemas de energía eólica
Antes de sumergirse en estrategias de control, es esencial comprender la función de los VFD al aire libre en los sistemas de energía eólica. Un VFD es un dispositivo electrónico que controla la velocidad y el par de un motor eléctrico variando la frecuencia y el voltaje de la alimentación suministrada a él. En un sistema de energía eólica, el VFD se usa para controlar la velocidad del generador, asegurando que funcione a una velocidad óptima independientemente de la velocidad del viento.
Los VFD al aire libre están diseñados específicamente para resistir condiciones ambientales duras, como temperaturas extremas, humedad, polvo y vibración. Por lo general, se instalan en la góndola de una turbina eólica, donde están expuestos a los elementos. Estos VFD deben ser confiables y eficientes para garantizar el funcionamiento continuo de la turbina eólica.
Estrategias de control para VFD al aire libre en sistemas de energía eólica
Seguimiento máximo de Power Point (MPPT)
Una de las estrategias de control más importantes para los VFD al aire libre en los sistemas de energía eólica es el seguimiento máximo de Power Point (MPPT). MPPT es una técnica utilizada para optimizar la potencia de salida de una turbina eólica ajustando la velocidad del generador para que coincida con el punto máximo de potencia de la curva de potencia de la turbina eólica.
La curva de potencia de una turbina eólica muestra la relación entre la velocidad del viento y la potencia de salida de la turbina. El punto máximo de potencia es el punto en la curva de potencia donde la turbina produce la cantidad máxima de potencia para una velocidad del viento dada. Al ajustar la velocidad del generador para que coincida con el punto máximo de potencia, el VFD puede garantizar que la turbina funcione con su más alta eficiencia, maximizando la potencia de salida.
Existen varios métodos para implementar MPPT, que incluyen perturbar y observar (P&O), conductancia incremental (IC) y voltaje fraccional de circuito abierto (FOCV). Cada método tiene sus ventajas y desventajas, y la elección del método depende de los requisitos específicos del sistema de energía eólica.
Control
El control de tono es otra estrategia de control importante para los VFD al aire libre en los sistemas de energía eólica. El control de tono es una técnica utilizada para ajustar el ángulo de las cuchillas de la turbina eólica para optimizar la potencia de salida y proteger la turbina del daño.
Cuando la velocidad del viento es baja, el ángulo de inclinación de las cuchillas se ajusta para aumentar el ángulo de ataque, lo que aumenta la fuerza de elevación sobre las cuchillas y permite que la turbina capture más energía del viento. Cuando la velocidad del viento es alta, el ángulo de inclinación de las cuchillas se ajusta para disminuir el ángulo de ataque, lo que reduce la fuerza de elevación sobre las cuchillas y evita que la turbina se sobrevalure.
El control de tono generalmente se implementa utilizando un sistema de control de circuito cerrado, donde el VFD recibe retroalimentación de los sensores que miden la velocidad del viento, la velocidad del generador y el ángulo de tono de la cuchilla. El VFD luego usa esta retroalimentación para ajustar el ángulo de tono de las cuchillas para optimizar la potencia de salida y proteger la turbina del daño.
Conexión de la cuadrícula y control de calidad de potencia
Además del MPPT y el control de tono, los VFD al aire libre en los sistemas de energía eólica también deben poder conectarse a la red y controlar la calidad de potencia de la electricidad que se está generando. La conexión de la red es un proceso complejo que requiere que el VFD cumpla con los estándares y regulaciones estrictas con respecto a la calidad de la potencia, la frecuencia y el voltaje.
Para garantizar una conexión de cuadrícula estable y confiable, el VFD debe poder controlar el factor de potencia, la distorsión armónica y la regulación de voltaje de la electricidad que se está generando. El VFD puede usar una variedad de técnicas para controlar la calidad de potencia, incluidos los filtros de potencia activos, la compensación de potencia reactiva y la regulación de voltaje.
Diagnóstico y protección de fallas
Finalmente, los VFD al aire libre en los sistemas de energía eólica deben poder diagnosticar y proteger contra fallas. El diagnóstico de fallas es un proceso utilizado para detectar e identificar fallas en el VFD o el sistema de energía eólica, mientras que la protección de fallas es un proceso utilizado para evitar que las fallas causen daños al VFD o al sistema de energía eólica.
El VFD puede usar una variedad de técnicas para diagnosticar y proteger contra fallas, incluida la protección contra sobrecorriente, protección contra sobretensiones, protección contra la subconocencia, protección de sobrecalentamiento y protección contra cortocircuitos. El VFD también puede usar algoritmos de diagnóstico para detectar e identificar fallas en el VFD o el sistema de energía eólica, como fallas motoras, fallas de sensor y fallas de comunicación.
Beneficios del uso de VFD al aire libre en sistemas de energía eólica
El uso de VFD al aire libre en Wind Power Systems ofrece varios beneficios, que incluyen:
- Mayor eficiencia:Al optimizar la velocidad del generador y ajustar el ángulo de tono de las cuchillas, los VFD al aire libre pueden aumentar la eficiencia de la turbina eólica, maximizando la potencia de salida.
- Calidad de potencia mejorada:Al controlar el factor de potencia, la distorsión armónica y la regulación de voltaje de la electricidad que se genera, los VFD al aire libre pueden mejorar la calidad de potencia de la electricidad que se alimenta a la red.
- Confiabilidad mejorada:Al diagnosticar y proteger contra fallas, los VFD al aire libre pueden mejorar la confiabilidad del sistema de energía eólica, reduciendo el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.
- Flexibilidad:Los VFD al aire libre se pueden integrar fácilmente en los sistemas de energía eólica existentes, proporcionando una solución flexible y rentable para actualizar y mejorar el rendimiento del sistema.
Conclusión
En conclusión, los VFD al aire libre juegan un papel fundamental en la optimización del rendimiento de los sistemas de energía eólica. Mediante el uso de estrategias de control como MPPT, control de tono, conexión de la red y control de calidad de potencia, y el diagnóstico y protección de fallas, los VFD al aire libre pueden aumentar la eficiencia, mejorar la calidad de la potencia, mejorar la confiabilidad y proporcionar flexibilidad a los sistemas de energía eólica.
Si está interesado en aprender más sobre nuestros VFD al aire libre o discutir sus requisitos específicos, no dude enContáctenos. Estaremos encantados de proporcionarle más información y ayudarlo a encontrar la solución adecuada para su sistema de energía eólica.