No artigo anterior, foi apresentado principalmente o download e a instalação da caixa de ferramentas. Neste artigo, é apresentada brevemente a utilização da caixa de ferramentas.
Para uma introdução mais detalhada,
Referência 《Aeolus Toolbox for Dynamics Wind Farm Model, Simulation and Control》
5. Exemplo de simulação
No arquivo descompactado, há dois arquivos enquadrados acima, clique duas vezes para abrir um dos arquivos. do seguinte modo:
Ao executar esta instância, vamos primeiro analisar o que este exemplo faz. A fim de facilitar o uso posterior da caixa de ferramentas.
No modelo acima, vários módulos grandes estão incluídos: turbina eólica, controlador de parque eólico, parque eólico, controlador de rede, modelo de rede e modelo de carga de rede.
Como a caixa de ferramentas é principalmente para a simulação de parques eólicos, alguns eventos de elemento serão restritos e simplificados:
1) Velocidade média constante do vento
Durante o processo de simulação de todo o parque eólico, a velocidade média do vento é sempre constante.
2) Direção média constante do vento
A direção do vento é constante em relação a um parque eólico bem projetado. Se você quiser alterar a direção do vento, pode reorganizar o parque eólico (posição relativa, a direção do vento permanece a mesma e a posição da turbina eólica muda).
3) Campo de vento bidimensional
O campo de vento é gerado apenas na altura do hub, e os efeitos de cisalhamento do vento e sombra da torre não são considerados no momento.
4) Sem sistema de guinada
Não existe sistema de guinada, ou seja, o ângulo do aerogerador em relação ao vento não pode ser alterado, ou seja, a direção do vento é considerada constante.
1. A que devemos prestar atenção ao construir uma maquete de um parque eólico
1) Sabemos que o vento é uma fonte de energia aleatória, devemos ser capazes de simular o fluxo dos parques eólicos.
Por exemplo, se houver uma fileira de ventiladores a barlavento, depois que o vento passar pelos exaustores, isso afetará definitivamente os ventiladores da próxima fileira.
2) O modelo também inclui as principais influências aerodinâmicas que permitem ao controlador gerenciar esses recursos de fluxo dentro do parque eólico.
Por exemplo, os efeitos de potência e carga ideais podem ser otimizados ao construir a função objetivo.
2. Projeto de parque eólico
Na introdução acima, sabemos que o parque eólico deste modelo é um parque eólico bidimensional e podemos organizar a posição da turbina eólica por nós mesmos.
A velocidade e a direção do vento são as principais fontes de entrada do parque eólico, portanto, devem ser fornecidas ao projetar o parque eólico. Na figura acima, podemos projetar a posição do ventilador e modificar o tamanho da grade.
3. Turbinas eólicas
Clique na posição do triângulo inferior do módulo para ver o modelo interno detalhado.
O ventilador é um ventilador de 5 megawatts. Pode-se ver que existem várias saídas do ventilador, mas três são necessárias (porque é baseado na carga)
1) P[W] A potência gerada pela turbina eólica
2) Coeficiente de impulso da torre CT
3) A velocidade do vento na nacele medida por v_nac
O restante da saída é usado como alguma saída auxiliar, que não é usada no modelo, mas para a conveniência de discutir outras questões. Breve descrição aqui:
4) velocidade do gerador w_gen
5) Medição do sensor do ângulo de inclinação
6) Torque do eixo do rotor M_shaft
7) Momento fletor da torre M_tow
8) Saída auxiliar definida pelo usuário
Três parâmetros de entrada:
1) P_max é a referência de potência do controlador
2) v_rot velocidade efetiva do vento, velocidade média do vento do rotor
3) v_nac é a velocidade do vento no ponto da grade da nacele
A imagem acima mostra os parâmetros relevantes da turbina eólica, incluindo velocidade do vento, rotação e algumas informações da turbina eólica.
O acima é o diagrama estrutural da turbina eólica quando foi construída.
Abra o módulo do ventilador e você verá que cada módulo é a estrutura correspondente. Para ver a derivação da fórmula correspondente, consulte os documentos de referência recomendados.
4. Modelagem de campo de vento
O campo de vento pode ser descrito como dois modelos, um é o campo de vento natural sem o ventilador e o outro é o campo de vento afetado pela esteira do ventilador. E ambos os modelos assumem que a hipótese de congelamento invíscido de Taylor é verdadeira. Os dois modelos de campo de vento a seguir são apresentados em detalhes:
4.1 Campo de vento natural
A velocidade do vento em diferentes pontos do modelo é construída pelo método da matriz espectral, sendo a velocidade média do vento constante, ou seja, a velocidade média longitudinal do vento é constante.
De acordo com a hipótese da turbulência congelada, podemos gerar aleatoriamente a velocidade do vento dos ventiladores traseiros apenas definindo a velocidade do vento da primeira linha horizontal.
4.2 Campo de vento de esteira
A parte do despertar não será elaborada aqui.
5. Controlador de parques eólicos
A alocação de energia é controlada de acordo com a alocação proporcional.
6. Resumir
Ajuste a "lâmpada", ou seja, a carga do usuário no lado da grade, e a mudança da carga causará a mudança da frequência. A potência atual gerada pelo parque eólico e a potência de carga podem ser conhecidas na medição da rede, e a mudança da frequência da rede pode ser obtida. No controlador de rede, a frequência da rede no momento da entrada e a potência disponível estimada do parque eólico. Após o cálculo, a potência de referência é transmitida ao controlador do parque eólico. O controlador do parque eólico é distribuído proporcionalmente e a energia é distribuída para cada turbina eólica. O campo de vento simulado é usado para calcular a potência de saída da turbina eólica e a carga da torre.
Você pode adicionar um osciloscópio para ver a curva de potência e outras informações, ou pode clicar nos sinais semelhantes ao símbolo wifi para visualizar as informações da curva.