DOI: https://doi.org/10.15588/1607-6761-2014-1-13

IMPROVEMENT OF THE ENERGY CONVERSION EFFICIENCY IN WIND POWER EQUIPMENT WITH AN AERODYNAMIC ANIMATION

I. Y. Nemudry

Abstract


In the article the directions of the efficiency increase of the fundamentally new scheme of wind power equipment with an aerodynamic animation (WPE AAS) are reviewed, this scheme provides operation with network without frequency converters at variable speed wind turbine.
On simulation models, the dependences of the energy produced at different speeds of wind turbines depending on the speed of the wind flow are given.
It is shown that the use of auxiliary frequency converters with power up to 20 % of nominal allows to increase electricity production by 3 % to 10 % at the speed of the wind flow ≤5 m/S and by reducing the speed of the wind turbine in 2 times.
High efficiency is provided by series connection of the rectifier and the adjustment of excitation current of the generator.
For increasing the unit capacity of wind turbines WPE Aa to more than 1000 kW it is possible to use high-frequency inductor generators with a combined windings.
It is shown that the frequency of the generator 125 Hz approximately twice reduced the weight of the generator when saving power. The complex generator – FC provides increased efficiency by 1,6 % and 2,7 %.
The possibilities of inverters slave network (ISN) use in frequency converter with boost converters of voltage and standalone inverters are presented.
The developed recommendations on determination of the Converter parameters increase tension and requirements for internal resistance of the generator and power cables.
It is established that the use of multiphase ISN can significantly reduce the cost of powerful wind farms connected to the transmission line high voltage over 100 kV by reducing the installed power of shunt reactors.
To ensure electromagnetic compatibility with the network the guidance on the choice of schemes of multiphase frequency converters with ISN is given

Keywords


wind power equipment; a wind animation; frequency converter; slave network inverter; standalone inverter; efficiency; electromagnetic compatibility

References


Нойбергер Н Состояние и перспективы развития ветроэнергетики / Н. Нойбергер, О. Нолле, Г. Г. Пивняк // Электротехнические и компьютерные системы. – 2010. – №3 (79). – С. 362–364.

Molly P. Status der Winderner gienutrung in Deutschland – Stand 31.12.2010

Schreiber D. Power Electronics for wind mill application / Schreiber D. // Wind power. –Asia. – 2007. – С. 15–16.

Application Manuel Power Modules // Semikron International – 2009.

Цгоев Р. С. Сравнение режимных возможностей ветроэнергетических установок / Цгоев Р. С. // Электротехника. – 2007. – №12. – С. 32–38.

Голубенко Н. С. Тенденции развития ветроэнергетики и безмультипликаторные ветровые установки / [Голубенко Н. С., Довгалюк С. М., Фельдман А. М., Цыганов В. А.] // Материалы IV международной конференции [«Нетрадиционная энергетика ХХІ века»]. – Крым, Гурзуф. – 2003. – С. 68–74.

Голубенко Н. С. Аэродинамические особенности безмультипликаторной турбогенераторной схемы ветроэнергетической установки большой мощности / Голубенко Н. С. // Материалы IV международной конференции [«Нетрадиционная энергетика ХХІ века»]. – Крым, Гурзуф. – 2003. – С. 125–132.

Голубенко Н. С. Моделирование электромеханической системы ВЕУ с аэродинамической мультипликацией в режиме стабилизации скорости ветротурбин / [Голубенко Н. С., Алексеевский Д. Г., Андриенко П. Д., Немудрый И. Ю.] // Электротехника и электроэнергетика. – 2011. – № 1. – С. 70–74.

Андриенко П. Д. Повышение эффективности ветроэнергетической установки ТГ-750 / Андриенко П. Д., Немудрый И. Ю., Метельский В. П., Никонова А. Л. / Вестник СевНТУ «Механика, энергетика, экология». – 2011. – Вып. 119. – С. 109–112.

Андриенко П. Д. Схема преобразования энергии в ветроэнергетических установках с аэродинамической мультипликацией / Андриенко П. Д., Метельский В. П., Немудрый И. Ю. // «Электромеханические и энергосберегающий системы». – Тематический выпуск «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика». – 2012. – № 3 (15). – С. 612–614.

Андриенко П. Д. Реализация автономного режима работы ветроэнергетической установки типа ТГ-1000 / Андриенко П. Д., Кражан В. С., Немудрый И. Ю., Шавелкин А. А. // Вісник національного технічного університету ХПІ. – Харків НТУ ХПІ. – 2000. – № 28. – С. 343.

Андриенко П.Д. Использование высокочастотных генераторов для повышения мощности ВЭУ с аэродинамической мультипликацией / Андриенко П.Д., Метельский В.П., Немудрый И.Ю. // Электромеханические и компьютерные системы. – 2013. – №10 (86). – С. 45–49.

Дементьев Ю. А. Применение управляемых статических компенсирующих устройств в электрических сетях / Дементьев Ю. А., Кочкин В. И., Мельников А. Г. // Электричество. – 2003. – № 9. – С. 2–10.

Шипилло В. П. Влияние тиристорного электропривода на питающую сеть / Шипилло В.П. // Электротехническая промышленность. Серия «Электропривод». – 1970. – Вып 1. – С. 17–21.


GOST Style Citations




Article Metrics

Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


Copyright (c) 2017 I. Y. Nemudry

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Address of the journal editorial office:

Editorial office of the the science journal "Electrical Engineering and Power Engineering" ("Electrotechnics and Electroenergetics")

Zaporozhye National Technical University, 

 Zhukovskiy street, 64, Zaporizhzhya, 69063, Ukraine. 

Telephone: +38-061-769-82-96 – the Editing and Publishing Department.

E-mail: rvv@zntu.edu.ua


Reference to the journal is obligatory in the cases of complete or partial use of its materials.