Research of performance characteristics of wind power generators

Authors

DOI:

https://doi.org/10.18372/2073-4751.68.16524

Keywords:

wind power plant, torque, generator, power, current, measurement

Abstract

The article studies the performance of wind turbines. Transients related to the efficiency of wind power generators are considered. The model of input parameters adjustment is investigated, which includes wind speed, turbine blade area, air strength, inlet wind power output and voltage, current and output power. As a result of its testing, it was found that the coefficient of wind energy utilization is always less than theoretical due to the formation of vortices coming from the ends of the wind turbine blades, profile losses caused by friction of air jets, losses due to incomplete use of the entire blade area. The model of the torque of the electric generator is investigated taking into account the electromagnetic and physical characteristics, which allowed to determine the dependence of the mechanical power and electrical parameters of the generator. A model of a wind power plant was built, which includes 25 turbines, each of which includes a sensor unit for measuring voltage, power, torque and wind speed, conditionally placed on a hillside measuring 1100 × 1100 m. generators allowed to determine the generalized output parameters, in particular the average value of voltage, current and torque depending on wind speed, as well as the standard deviation of these values.

References

WANG, Yinfeng & Lu, Chao & Zhu, Lipeng & ZHANG, Guoli & LI, Xiu & CHEN, Ying. (2016). Comprehensive modeling and parameter identification of wind farms based on wide-area measurement systems. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. – Vol. 4. – P. 383-393.

Zhang, Xinran. (2015). Ambient signal based load model parameter identification using optimization method. – P. 1-5.

Chowdhury M.A., Shen W.X., Hosseinzadeh N. et al (2015). Transient stability of power system integrated with doubly fed induction generator wind farms. IET Renew Power Gener. – №9 (2). Р. 184-194.

Shi L.B., Sun S.M., Yao L.Z. et al (2014) Effects of wind generation intermittency and volatility on power system transient stability. IET Renew Power Gener. – №8 (5). Р. 509-521.

Лихтциндер Б.Я., Киричек Р.В., Голубничая Е.Ю., Федотов Е.Д., Кочуров А.А. Беспроводные сенсорные сети //Научно-техническое издательство "Горячая линия-Телеком". – М.: 2020. – 236 с.

Еркин А. Разработка распределенных систем контроля датчиков на основе защищенных низко потребляющих беспроводных ZigBee-сетей на базе микроконтроллеров фирмы Jennic / Беспроводные устройства CHIP NEWS, 2010. – №1. – С. 1-9.

Перминов Ю.Н. Алгоритм расчета синхронных генераторов торцевой конструкции с двумя магнитными системами, расположенными по торцам статора, для ветроэнергетических установок / Ю.Н. Перминов, В.П. Коханевич, Т.В. Зинченко // Відновлювана енергетика. – 2016. – № 2. – С. 45-49.

Кацман М.М. Электрические машины: Учеб. для студентов сред. проф. учебных заведений. 3-е изд., испр. – М.: Высш. шк.; Издательский центр «Академия», 2001. – 463 с.

Олейников А.М., Матвеев Ю.В., Канов Л.Н., Зарицкая Е.И. Математическая модель автономной безредукторной ветроэлектрической установки на генераторе с постоянными магнитами. Eлектротехніка і електроенергетика, 2010. – №2. – С. 62-67.

Permynov, Y. & Monakhov, E. (2019). Сравнение вариантов конструкций синхронных генераторов с возбуждением от постоянных магнитов для ветроустановок. Vidnovluvana energetika. – C. 54-60.

Кацман М.М. Электрические машины: Учеб. для студентов сред. проф. учебных заведений 3-е изд., испр. – М.: Высш. шк.; Издательский центр «Академия», 2001. – 463 с.

Schlemmer, E. Damping of synchronous machines – analytical estimations versus finite element results / E. Schlemmer // ICCEP. – 2009. – P. 751-754.

Fishov, A. Stability Monitoring and Control of Generation Based on the Synchronized Measurements in Nodes of Its Connection / A. Fishov, M. Shiller, A. Dekhterev [et al.] // Journal of Energy and Power Engineering. – 2015. – Vol. 9. – P. 59-67.

Aghdam, Shahin Mahdizadeh; Khansari, Mohammad; Rabiee, Hamid R; Salehi, Mostafa (2014). "WCCP: A congestion control protocol for wireless multimedia communication in sensor networks". Ad Hoc Networks. – №13. – Р. 516-534.

Downloads

Published

2021-12-22

Issue

Vol. 4 No. 68 (2021)

Section

Статті

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).