Termen variabel hastighet indikerar att dessa vindkraftverk är konstruerade för att motstå och prestera exakt vid olika vindhastigheter. Vindkraftverk med variabel hastighet bibehåller optimal aerodynamisk prestanda genom att låta generator-/rotorhastigheten variera proportionellt med vindhastigheten. Detta innebär att turbinen kan justera sin hastighet mellan inkopplings- och nominell hastighet samtidigt som den bibehåller en konstant TSR (Tip Speed Ratio).
Denna förmåga att anpassa sig till förändrade vindförhållanden hjälper till att maximera effektiviteten i turbinens drift. För att hålla ett konstant generator/rotorvarvtal över det nominella varvtalet är det avgörande att aktivt kontrollera vridmomentet.
Olika typer av generatorer används i vindturbiner med variabel hastighet på grund av olika faktorer. En av dem är den dubbelmatade induktionsgeneratorn (DFIG) . Induktionsgeneratorn med lindad rotor är en annan typ som möjliggör variabel hastighet samtidigt som en fast uteffekt bibehålls.
Funktioner hos vindkraftverk med variabel hastighet
Några nyckelegenskaper hos turbiner med variabel hastighet är:
- Implementering av system med variabel hastighet kan avsevärt öka den energiupptagande potentialen vid dellastoperationer.
- Detta system kan antingen använda en synkrongenerator eller en induktionsgenerator.
- Det kan fungerar utan växlar, vilket leder till minskade kostnader.
- Med ett vindkraftverk med variabel hastighet kan generatorns eller rotorns hastighet variera i proportion till vindhastigheten.
Se även : 2 typer av vertikalaxlade vindturbiner
Skillnader mellan vindkraftverk med variabel hastighet och fast hastighet
I motsats till en turbin med variabel hastighet upprätthåller en fast turbin en konstant rotationshastighet för generatorn eller rotorn, oavsett vindhastighet. Ändringar av spetshastighetsförhållandet med vindhastighet och rotoraerodynamik är optimala endast vid en specifik vindhastighet. Generatorns vridmoment bestäms endast av induktionsgeneratorn.
- Vindkraftverk med fast hastighet når endast maximal effektivitet vid en specifik vindhastighet, medan Vindkraftverk med variabel hastighet uppnår maximal effektivitet över ett bredare spektrum av vindhastigheter.
- Vindkraftverk med variabel hastighet har kontroll över reaktiv effekt, medan sådana med fast hastighet inte har någon kontroll.
- Övertoner genereras av elektroniska omvandlare i turbiner med variabel hastighet, men ingen genereras i turbiner med fast hastighet.
- Turbiner med fast hastighet har spänningsnivåkontroll, vilket eliminerar spänningsfall. I fasta i direktläge produceras höga inkopplingsströmmar, vilket orsakar ett spänningsfall.
- Variabla turbiner har förbättrad spänningsstabilitet, men turbiner med fast hastighet möter spänningsvariationer och flimrar på grund av variationer i vinden.
- Begränsade transientnivåer i variabla turbiner medan fasta turbiner möter transienter under start och stopp på grund av shuntkondensatorer.
- Turbiner med variabel hastighet har förbättrade frekvensvariationer. På grund av plötsliga vindfall eller ökningar i det autonoma nätet upplever fasta turbiner variationer.
Rekommenderas: Vad är ett vertikalaxlat vindturbin (VAWT)?
