풍력 터빈 전원 출력이란 무엇입니까?
풍력 터빈 전원 출력은 풍력 터빈에 의해 생성된 전력의 양입니다. 이 재생 에너지는 일반적으로 풍력 발전 단지의 유틸리티 스케일 터빈의 경우 메가와트(MW)로 측정됩니다. 풍속, 공기 밀도, 블레이드 설계, 터빈 구성요소의 효율성 등 여러 가지 요인이 풍력 터빈의 전력 출력에 영향을 미칩니다.
풍력 터빈 전력 출력은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다(P = 0.5 * ρ * A * Cp * v3). P는 와트에서 전력이고, ρ는 공기 밀도(kg/m3), A는 미터로 스윕 구역이고(R은 블레이드 길이이고 pi R2 또는 πR2 로 계산) Cp는 전원 계수이고 v는 미터/초의 풍속입니다.
출력 용량은 유틸리티 규모의 풍력 터빈의 경우 크게 다를 수 있습니다. 그렇지만 육상 터빈의 경우 2~5메가와트(MW) 범위가 일반적이고 오프쇼어 터빈은 종종 8~12MW 범위에 있으며 일부 차세대 터빈은 최대 26MW에 도달합니다.
풍력 터빈 출력을 높이는 방법은 무엇입니까?
한번 위치가 정해지면 시운전이 시작되고 운영이 시작되면 풍력 터빈 발전기의 출력을 높이는 주요 방법은 장치에 대한 상당한 하드웨어 업그레이드를 통한 것입니다. 이러한 노력을 수행할 수 있는 자원이 없거나 결과를 확신할 수 없는 다수의 풍력 운영자에게 이는 오래 걸리고 어렵고 값비싼 프로그램이 될 수 있습니다. 다행히도 최신의 발전된 제어 방식 전략을 배포하여 풍력 터빈 전력 출력을 향상할 수 있습니다. 이는 기계적 구성요소를 변경하지 않고도 높은 효율성과 비용 효율성을 모두 제공합니다.
풍력 터빈의 효율성을 개선하면 더 많은 바람 에너지가 전기로 전환됨에 따라 전력 출력이 증가하는 경우가 많습니다. 다음 논의는 맞춤형 발전된 제어 방식 기술을 통해 연간 에너지 생산(AEP)을 늘리는 데 주로 중점을 두고 있습니다.
발전된 제어 방식 솔루션 - 파워 부스트
파워 부스트 알고리즘은 하위 정격에서 전환할 때 파워 설정값을 증가시켜 파워 커브의 정격 부분의 프런트 엔드를 향상시킵니다. 순간 부스트는 전환할 때마다 AEP를 몇 퍼센트 더 추가하며 바람이 많이 부는 조건에서 더 흔하게 나타납니다. 중요한 점은 이 발전된 제어 방식 기능을 사용하는 데 큰 단점이 없다는 것입니다.
발전된 제어 방식 솔루션 - 전력 업레이트
전력 업레이트 솔루션은 두 가지 고유한 접근법인 최대 업레이트 및 균형 잡힌 업레이트를 통해 풍력 터빈의 전력 출력을 개선하도록 설계되었습니다. 두 가지 방법 모두 구체적인 고려 사항과 트레이드 오프가 제공되지만 연간 에너지 생산을 늘리는 것을 목표로 합니다. 이 옵션의 중요한 기능은 특정 시장 및/또는 운영 조건이 기계 마모의 상쇄에 대응하기에 이상적일 때 이 기능을 수동으로 또는 자동으로 활성화하는 기능입니다. 각각에 대해 증가된 출력을 처리하기 위해 추가적인 전기 보조 용량이 필요할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
최대 업레이트
최대 업레이트를 사용하면 모든 정격 수준의 풍속에 대해 정격 전력 곡선 이상으로 작동하여 중요한 구성 요소의 온도에 따라 전력 출력을 크게 증가시킬 수 있습니다. 이 방법을 사용하려면 향상된 성능을 관리하기 위해서 기계적 오버헤드와 전기적 오버헤드가 모두 필요합니다. 이 접근 방식의 이점은 업레이트 레벨 및 현장 조건에 따라 AEP가 최대 7% 상승하면서 상당한 잠재적 수입이 증가한다는 것입니다. 그러나 이 방법을 사용하면 작동 마모가 증가하여 터빈의 전체 수명을 줄일 수 있습니다.
균형 잡힌 업레이트
균형 잡힌 업레이트는 출력을 증가시키는 데 초점을 맞추지만, 운영 조건과 구성 요소 온도에 따라 출력을 증가시키는 데 중점을 둡니다. 최대 업레이트와 마찬가지로, 이 알고리즘은 정격 파워 커브 위의 장치를 작동하지만 선택한 풍속 범위에서만 작동합니다. 따라서 최대 업레이트와 동일한 기계적 트레이드 오프가 필요하지 않습니다. 균형 잡힌 업레이트로 발생할 수 있는 잠재적 수익은 업레이트 레벨 및 현장 조건에 따라 AEP에서 최대 2.5%입니다.
발전된 제어 방식 솔루션 - 확장 컷아웃
확장 컷아웃 솔루션은 일반 컷아웃 임계값 이상의 풍속에서도 계속 작동할 수 있도록 하여 풍력 터빈의 작동 범위를 개선하도록 설계되었습니다. 이는 정상적인 컷아웃 속도를 벗어나 파워 커브를 감소시켜 달성할 수 있습니다. 이 효과는 바람이 많이 부는 조건에서 점차적으로 유닛을 감소시켜 터빈을 잠재적 손상으로부터 보호하는 동시에 이전의 컷아웃 풍속을 넘어서 작동을 연장합니다.
전력 감소의 주요 이점 중 하나는 급격한 차단을 제거하여 그리드 안정성을 크게 개선한다는 것입니다. 이러한 원활한 전환으로 인해 강풍 속에서도 정지와 출발이 줄어들어 주요 구성 요소의 마모가 줄어듭니다. 이에 따라 안정성과 신뢰성이 높은 전원 출력이 발생합니다.
또한 확장 컷아웃 기능은 특히 풍속이 정상 차단 제한을 자주 초과하는 강풍 지역에서 수익이 증가할 수 있습니다. 풍력 터빈은 운영 범위를 확장함으로써 더 많은 에너지를 포착할 수 있으므로 연간 에너지 생산량을 높일 수 있습니다.
그러나 이러한 접근과 관련된 절충이 있다는 것을 고려하는 것이 중요합니다. 더 높은 풍속에서 장시간 작동하면 구성 요소에 추가적인 부담이 가해져서 풍력 터빈의 전체 수명이 감소할 수 있습니다.
자체 보정 요축 제어
자가 보정 요축 제어 알고리즘은 정적 요축 오정렬을 지속적으로 식별하고 조정하도록 설계되어, 나셀이 바람을 향하도록 하여 터빈의 성능을 향상합니다. 머신 러닝을 활용하면, 이러한 알고리즘은 일반적으로 설치 후 짧은 자동 교정 단계가 필요합니다. 윈드 베인 또는 요축 교정에서 변화 또는 저하가 발생하면 시스템이 자동으로 자체적으로 조정됩니다. 이를 통해 정확한 로터 정렬을 허용하고 터빈 제너레이터의 전력 출력을 향상시켜 연간 에너지 생산량을 3~5%까지 높일 수 있습니다.
자동 회전기 불균형 교정 현대 터빈
의 발전된 제어 방식은 로터 불균형 감지 알고리즘을 통합하여 블레이드와 블레이드 오정렬을 식별하고 교정합니다. 피치 오정렬을 감지하는 경우 시스템은 피치 설정값을 자율적으로 조정하여 블레이드가 올바르게 정렬되도록 합니다. 이 기술은 연간 에너지 생산을 최대 0.7%까지 높일 뿐만 아니라 풍력 터빈 로터의 피로 하중을 감소시킵니다.
운영 요구를 충족하기 위한 터빈 전원 출력 조정 풍력 터빈 효율성 기술과 함께 파워 부스트, 전력 가동 속도 및 확장 컷아웃과 같은
발전된 제어 방식은 부하에 대한 영향을 최소화하면서 연간 에너지 생산을 크게 증가시킬 수 있습니다.
Emerson은 사용자의 특정 작동 요구사항에 따라 풍력 터빈 전원 출력을 개선하기 위해 다양한 풍력 터빈 개조 솔루션을 제공합니다.