<link rel="stylesheet" href="styles.f3b1fba60ec7970c.css">

Побудова масштабованої моделі вітроелектростанції для тестування контролера верхнього рівня

Ескіз

Файли

198175.pdf (1,57 MB)

Дата

2025

Автори


Назва журналу

Номер ISSN

Назва тому

Видавець

Вінницький національний технічний університет

DOI

https://doi.org/10.31649/2307-5376-2025-4-11-26

Анотація

Запропоновано обчислювально ефективну багатотурбінну модель вітрової електростанції (ВЕС), призначену для відлагодження й тестування контролера електростанції у динамічних режимах. На відміну від наявних підходів, що використовують надмірно спрощені агреговані моделі або обчислювально затратні детальні моделі електромагнітних перехідних процесів, запропонована модель є проміжною. Вона зберігає індивідуальний опис кожної турбіни, достатній для тестування алгоритмів розподілу потужності, і водночас забезпечує можливість моделювання десятків турбін у реальному часі. Модель поєднує спрощений опис кожної турбіни зі статичними обмеженнями (крива потужності та PQ-межі), аперіодичними ланками першого порядку для активної і реактивної потужності та генератором вітрового поля. Окремо розглянуто режими роботи з активним зовнішнім обмеженням активної потужності, де команду контролера електростанції описано функцією обмеження швидкості зміни та аперіодичною ланкою. Новизна підходу полягає у поєднанні структурованих процедур ідентифікації часових сталих для необмеженого та обмеженого режимів, що забезпечує швидку параметризацію моделі за обмеженим обсягом експериментальних даних без потреби у детальних аеродинамічних чи електромеханічних параметрах турбіни. Така модель дає змогу оптимізувати алгоритми керування до їх впровадження на реальному об'єкті, покращуючи статичні й динамічні характеристики електростанції – точність відпрацювання заданої потужності, швидкодію реакції на команди оператора та стійкість роботи в умовах змінного вітрового навантаження. Наведено результати ідентифікації для різних середніх швидкостей вітру та інтенсивностей турбулентності. Показано, що оцінена стала &nbsp;істотно залежить від робочої точки та рівня турбулентності, тому доцільне зональне/табличне задання параметрів; модель придатна для сценаріїв 5 – 30 хв із десятками турбін.

Опис

Ключові слова

вітрова електростанція , система керування , ідентифікація параметрів , динамічна модель , моделювання , багатооб\'єктне керування , тестування контролера , стохастичні збурення

УДК

621.311.245:62-52

Тип документа

Article, professional native edition
Article

Мова

uk_UA

Є частиною

Наукові праці Вінницького національного технічного університету. № 4.

ISSN

2307-5376

Бібліографічний опис

Курилко Н. В., Федоришин Р. М. Побудова масштабованої моделі вітроелектростанції для тестування контролера верхнього рівня // Наукові праці Вінницького національного технічного університету. Елект. текст. дані (PDF: 1,57 МБ). 2025. № 4. URI: https://praci.vntu.edu.ua/index.php/praci/article/view/900.

URI

https://ir.lib.vntu.edu.ua/handle/123456789/51113

Зібрання

Наукові праці ВНТУ. 2025. № 4

Схвалення

Рецензія

Доповнено

Цитується в

Список використаної літератури (26)

  1. Kheirabadi A. C., Nagamune R. A quantitative review of wind farm control with the objective of wind farm power maximization. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 2019. Vol. 192. P. 45–73. DOI: 10.1016/j.jweia.2019.06.015.
  2. CommissionRegulation (EU) 2016/631 of 14 April 2016 establishing a network code on requirements for grid connection of generators. Official Journal of the European Union. 2016. L112. P. 1–68. URL: https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2016/631/oj (датазвернення: 22.12.2025).
  3. Wind farm control –Part I: A review on controlsystem concepts and structures / L. E.Andersson et al. IET Renewable Power Generation. 2021. Vol. 15, No 10. P. 2085–2108. DOI: 10.1049/rpg2.12160.
  4. IEC 61400-27-1:2020. Wind energy generation systems –Part 27-1: Electrical simulation models –Generic models. Geneva: International Electrotechnical Commission.2020. URL: https://webstore.iec.ch/en/publication/64467 (дата звернення: 22.12.2025).
  5. Wind farm flow control: prospects and challenges / J.Meyerset al. Wind Energy Science. 2022. Vol. 7, No 6. P. 2271–2306. DOI: 10.5194/wes-7-2271-2022.
  6. Equivalent models of wind farms by using aggregated wind turbines and equivalent winds / L. M. Fernández et al.Energy Conversion and Management. 2009. Vol. 50, No 3. P. 691–704. DOI: 10.1016/j.enconman. 2008.10.005.
  7. Zou M., Zhao C., Xu J. Modeling for Large-Scale Offshore Wind Farm Using Multi-Thread Parallel Computing. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2023. Vol. 148. Art. 108928. DOI: 10.1016/j.ijepes.2022.108928.
  8. Das K., Hansen A. D., Sørensen P. E. Understanding IEC Standard Wind Turbine Models Using SimPowerSystems. Wind Engineering. 2016. Vol. 40, No 3. P. 212–227. DOI: 10.1177/0309524X16642058.
  9. Generic Dynamic Wind Turbine Models for Power System Stability Analysis: A Comprehensive Review / A. Honrubia-Escribano et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Vol. 81. P. 1939–1952. DOI: 10.1016/j.rser.2017.06.005.
  10. Extensive Model Validation for Generic IEC61400-27-1 Wind Turbine Models / R. Villena-Ruiz et al. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2022. Vol. 134. Art. 107331. DOI: 10.1016/j.ijepes.2021.107331.