НЕЛІНІЙНІ АЛГОРИТМИ РОЗПОДІЛУ НАВАНТАЖЕННЯ НА КАНАЛИ СТАБІЛІЗАЦІЇ ВІТРОВОЇ ТУРБІНИ

Анотація

На сьогоднішній день серед працюючих систем відновлювальної енергетики все більше місце займають вітроелектростанції. Для досягнення їх найбільш успішної роботи надзвичайно важливо використовувати максимальну доступну потужність вітру для досягнення роботи вітряної турбіни (ВТ) на максимальній потужності. Алгоритми відстеження точки максимальної потужності та алгоритми стабілізації роботи ВТ в малому околі цієї точки є вкрай важливими у цьому контексті. Для забезпечення малих відхилень швидкості обертання навколо точки максимальної потужності для поточної швидкості вітрового потоку традиційним засобом є використання генератора для керування обертанням ротора ВТ. Застосування з цією метою змін конфігурації ротора турбіни є достатньо новим напрямом будови систем керування. Дослідниками відмічається ряд корисних властивостей ВТ із ротором змінної конфігурації, які роблять їх достатньо перспективними для подальшого використання. Труднощі проєктування таких ВТ пов’язані із підвищеною методичною складністю аналізу та синтезу систем керування обертанням ротора – загальні математичні моделі ротора нелінійні, що пов’язано із залежністю тензору інерції ротора від змін узагальнених координат, а їх лінеаризація призводить до нестаціонарних моделей. Якогось вичерпного опису таких систем, на жаль, не існує. Можливим шляхом для зменшення складності опису є зменшення максимальних змін довжини траверс при забезпеченні завантаженості обох каналів стабілізації – каналів змін довжини лопатей і траверс при їх сумісній роботі. Метою статті є аналіз стійкості динамічних алгоритмів та якісних показників регулювання системи стабілізації обертання ротора Дар’є ВТ змінної конфігурації, а також умов відсутності статичної помилки регулювання. Методами вирішення задачі є методи класичної теорії автоматичного управління і математичного моделювання. Новизна отриманих результатів полягає у побудованих динамічних алгоритмах стабілізації, умовах їх стійкості та відсутності статичної помилки регулювання, а також в розповсюдженні методики розподілу навантаження на канали стабілізації із алгоритмами, що динамічно змінюються. Проведене математичне моделювання довело суттєве покращення динамічних властивостей системи стабілізації обертання ротору Дар’є змінної конфігурації із використанням алгоритмів, що динамічно змінюються.