Дослідження робочих характеристик електрогенераторів вітрових електростанцій

Анотація

У статті проведено дослідження робочих характеристики вітрових електрогенераторів. Розглянуто перехідні процеси, пов’язані із ефективністю їх роботи на вітрових електростанціях. Досліджено модель перетворення вхідних параметрів, яка включає в себе швидкість вітру, площу лопаток турбіни, щільність повітря,потужність вітрового потоку на вході та  напругу, струм і потужність на виході. В результаті її апробації встановлено, що коефіцієнт використання енергії вітру завжди менше теоретичного за рахунок утворення вихорів, що сходять з кінців лопаток вітрової турбіни, профільних втрат, які викликаються тертям струменів повітря, втрат, що відбуваються внаслідок неповного використання всієї площі лопаток. Досліджено модель обертального моменту електрогенератора  з урахуванням електромагнітних та фізичних характеристик, що дозволило визначити залежність механічної потужності та електричних параметрів генератора. Побудовано модель вітряної електростанції до складу якої входить 25 турбін, кожна з яких включає в себе сенсорний вузол для вимірювання напруги, потужності, моменту сили та швидкості вітру, умовно розміщених на схилі пагорба розміром 1100 × 1100 м. Отримані в роботі математичні моделі перехідних характеристик вітряних електрогенераторів дозволили визначити узагальнені вихідні параметри, зокрема середнє значення напруги, струму та обертального моменту в залежності від швидкості вітру, а також середньоквадратичне  відхилення цих величин.