풍력 터빈 트립은 무엇입니까?
풍력 터빈 트립은 손상이나 안전하지 않은 조건으로부터 보호하기 위해 터빈을 종료하는 이벤트입니다. 이동 중에 터빈은 일반적으로 블레이드를 페더링하여 공기역학적 힘을 줄이고 회전을 늦추기 위해 에어로 제동을 걸고 그리드에서 분리하여 안전 상태로 전환됩니다.
설계 임계값을 초과하는 고속 바람은 풍력 터빈 트립의 일반적인 원인입니다. 그 밖의 가능한 원인으로는 전기를 생성하기에 풍속이 불충분한 것, 전력망 내 문제, 기계 또는 전기 고장이 있습니다.
기본 트립 조건이 안전하게 해결되면 터빈을 재설정하고 자동이나 수동으로 다시 온라인으로 가져올 수 있습니다.
돌풍 및 폭풍으로 인한 풍력 터빈 트립을 줄이는 방법은 무엇입니까?
돌풍이 풍력 터빈의 운영 한계를 초과하는 것은 드문 일이 아닙니다. 이러한 상황에서 일부 풍력 터빈의 OEM 솔루션은 단순히 유닛을 트립하는 것입니다. 이렇게 하면 터빈이 재설정될 때까지 발전 손실이 발생하며 머신에 마모가 추가됩니다. 그렇지만 정교한 풍력 터빈 제어 알고리즘은 갑작스런 돌풍과 난류의 영향을 완화하고 트립을 줄일 수 있습니다.
간단한 제어 로직이 있는 기본 풍력 터빈 제너레이터(WTG) 제어기는 주로 표를 기반으로 하는 기어박스/제너레이터의 토크를 줄이기 위해 블레이드 피치를 즉시 변경하여 갑작스런 돌풍에 대응하려고 시도합니다. 트립의 과잉 반응 및 유발을 피하기 위해서는 반응이 환경 변수에 비례해야 합니다. 특히 갑작스러운 돌풍에 대한 응답 시간에 회전 블레이드의 관성과 큰 지연과 부정확한 제어 반응을 야기하는 기타 변수를 감안할 때 특히 어렵습니다.
더 나은 방법은 다양한 환경 요인을 보상하기 위해 특정 제어 로직 알고리즘으로 돌풍과 난류를 처리하는 고급의 적응형 돌풍 제어 로직을 활용하는 것입니다. 과도한 돌풍/속도에 대한 답변에는 세 개의 계층이 있습니다.
- 최상위 계층은 과속 방지입니다. 가장 바람직하지는 않지만 고속의 풍력 터빈을 보호하는 것이 최선의 선택일 수 있습니다. 과속 방지에 대한 한 가지 접근 방법은 회전 속도를 몇 초 앞차순으로 예측하고 피치 이동 시 조기 반응을 허용하여 회전 구성품의 피로를 줄이는 것입니다.
- 다음 계층은 돌풍에 대한 제어기의 응답을 개선하기 위해 발전된 제어 방식 및 계산을 포함하여 더 활성화됩니다. 이 접근 방식은 풍속에만 응답하는 대신, 조정된 풍속을 난류 추정기에 입력하고 나셀 가속도계와 함께 다른 입력을 사용하여 피치 설정값을 구동하는 스러스트 한계를 계산하기 위해 난류 추정기에 입력합니다. 이것은 특히 난류 공기 흐름을 경험하는 터빈에 유용합니다.
마지막 측정으로, 돌풍 조건이 과도하면 난류 기반 감소 계산을 통해 피치 시스템이 구동됩니다. 이를 통해 더 안전한 작동을 통해 과속 이동 설정에 도달하는 것을 방지할 수 있지만 여전히 낮은 설정값에서 전력 생산을 유지할 수 있습니다. - 최종 계층은 트립에 대한 자동 응답입니다. SCADA 시스템 내에 조건 로직(CL)을 도입하여 트립이 발생할 때 로직이 작업자로서 반응하도록(장애 조건, 시간 및 전체 유닛 상태를 확인) 트립을 재설정하고 장치를 다시 시작할 수 있습니다. 이것은 특히 대형 풍력 발전 단지에서 잃어버린 세대의 더 빠른 회복을 위해 운영자가 할 일을 모방합니다. 개방형 로직을 사용하는 시스템은 새로운 아이디어 또는 변화하는 조건을 수용하도록 매개변수를 변경할 수 있습니다.
Emerson은 풍력 제어 설계에서 30년 이상의 경험을 가지고 있으며, 다양한 환경 조건의 요구를 충족하고, 트립을 줄이고 풍력 발전 단지의 연간 에너지 생산(AEP)을 개선하는 풍력 터빈 개조 솔루션을 제공합니다.