Simulador de Aerogenerador con Active Stall y Dos Velocidades
El "Simulador de Aerogenerador de Dos Velocidades" es una aplicación LdP que simula el comportamiento de un aerogenerador con un generador eléctrico de jaula de ardilla, con capacidad de funcionar a dos velocidades (correspondientes a dos velocidades de sincronismo del generador, correspondientes a las 2 conexiones posibles del bobinado del estator), y que tiene control de pitch de las palas.
El algoritmo de control del Tren de Potencia usado es conocido como "Active Stalling" (es decir, entrada activa en perdidas aerodinámicas), que está descrito en Por entrada en pérdidas (Stalling). El concepto de 'activo' se refiere a que el angulo de la pala (pitch) se gobierna de forma que se produce la entrada en pérdidas con un viento menor que el característico de la pala que se usa. Este método tiene la ventaja de que el rango de ángulos que hay que manejar para su control es mucho menor que en el caso de control por 'dejar pasar el viento' ('to the feathers' en inglés), lo que implica mayor sencillez del mecanismo de actuación del pitch.
La entrada en pérdidas de las palas es necesaria para disminuir la energía recogida del viento, cuando este es superior al Viento Nominal.
El simulador del Controlador implementa, adicionalmente a las funcionalidades relativas a:
•la Operación (puesta en marcha, paro, orientación de la Góndola, control del Pitch, etc)
•la Seguridad (diversas incidencias de paro)
•el algoritmo de cambio de modo de conexión del estátor del Generador, es decir, las dos velocidades de funcionamiento posibles. Esta facilidad permite que el aerogenerador se adapte mejor a velocidades de viento inferiores al nominal.
La configuración de LdP para este simulador se denomina (para lenguaje español) "DSASSpanish.conf", y define un conjunto de "Procesos", "Sinopticos", "Parametros" y "Conexiones"
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Proceso |
Nombre interno |
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NacelleEmulator |
Nacelle Texto disponible con la licencia. Available only with license Texto disponible con la licencia. Available only with license |
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DriveTrainDynamics |
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Simulador del Tren de Potencia |
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YawingNacelle |
Simulador del Mecanismo de Orientación de la Góndola |
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BrakeHydraulicCircuit Texto disponible con la licencia. Available only with license Texto disponible con la licencia. Available only with license Nacelle.Braking |
Simulador del Circuito Hidráulico de Frenos |
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Controller.Yawing |
Simulador del Controlador de Orientación de la Góndola: seguimiento de la dirección del viento, y desenrolle de cables de potencia. |
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Controller.Control |
Simulador del Controlador de Aerogenerador, incluyendo las funciones de Operación (cutin / cutout) y las de Seguridad. |
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Synoptico Texto disponible con la licencia. Available only with license Texto disponible con la licencia. Available only with license Nombre interno |
Descripción |
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Controller.Control |
Interfaz de usuario que emula el 'Terminal de Control' del aerogenerador y también al Controlador propiamente dicho. |
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SynopticDriveTrain |
Sinoptico que presenta dos vistas del aerogenerador: en 3D e interna de la Góndola, juntos con un conjunto de elementos gráficos relativos al Tren de Potencia, el sistema de frenos y el generador eléctrico. |
SynopticWindNacelle |
Sinóptico mediante el que se puede acceder a las siguientes variables y funcionalidades: Texto disponible con la licencia. Available only with license Texto disponible con la licencia. Available only with license c) Ver la señal de la Veleta. d) Ver el estado de los Cables de Potencia que bajan desde la Góndola e) Ver la sección de una de las palas donde se presentan: oEl valor del angulo de Pitch ordenado por el Controlador. oEl valor real del angulo de Pitch en el Hub. oEl valor eficaz de la velocidad del viento. oEl viento equivalente debido a la rotación de las palas. oEl viento total compuesto que incide sobre la pala. Texto disponible con la licencia. Available only with license Texto disponible con la licencia. Available only with license |
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IFElectricPanel |
WTElectricPanel |
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Un "Parametro" es un valor con nombre que es usado por alguno de los Procesos o Sinopticos en su emulación de los subsistemas mecánicos, hidráulicos, aerodinámicos, etc., y/o de sus mecanismos de control.
En esta configuración existen los siguientes parámetros;
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ProcessID
Nombre
Tipo
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Valor
Valor max
Valor min
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Description
NacelleYawing
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CCWYawingSpeed
A
10
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0
º /second
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NacelleYawing
CWYawingSpeed
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10
10
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º /second
Clock Wise motor speed in degress/second
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MaxCableTwist
A
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100
0
turns
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max number of turns of the power cables in any direction
Nacelle
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A
3500000
6000000
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1000000
kg * m2
Moment of Inertia of the whole DriveTrain
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Nacelle
GeneratorSpeedVCU
A
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1803
2000
0
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Generator rpms that set the VCU - overspeed electrical centrifugal contact
Nacelle
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RotorSpeedforHCU
A
26.4
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0
rpms
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NacelleBrake
HydrPumpMaxRunTime
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40
200
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seconds
Max time for reaching operating pressure
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HydrPumpMinTimeBetweenStarts
A
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100
2
seconds
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Min time between successive starts of the hydraulic pump
NacelleBrake
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A
0.01
10
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0
bars / second
Overall leakage of the brake hydraulic circuit
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NacelleBrake
PumpCaudal
A
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5
100
0
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Caudal of pump. Volumen of the reservoir is assumed to be 100 units
NacellePitch
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BladeSlewRate
A
10
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0.5
degrees / second
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Controller
TempMaxGenerator
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150
180
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degrees
Generator's maximum temperature to operate
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TempMaxGearBox
A
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180
-10
degrees
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GearBox's maximum temperature to operate
Controller
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A
80
180
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-10
degrees
Rotor Bearing's maximum temperature to operate
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Controller
TempMaxAmbient
A
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50
180
-10
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Max ambient temperature to operate
Controller
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WindMaxForOperation
A
25
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3
m/s
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Controller
WindMaxForTemporalOperation
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28
35
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m/s
Max wind to operate during 100 seconds
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WindAbsolutMax
A
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35
3
m/s
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Wind for immediate shutdown
ControllerYawing
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A
1.5
10
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0.1
m/s
Wind speed below which the WindTurbine does not yaw
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ControllerYawing
MaxCableTwistForReorientation
A
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1.5
5
1
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Number of Cables turns that will force reorientation before trying to Cutin. Must be smaller than NacelleYawing.MaxCablesTurns
ControllerYawing
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MaxYawingTime
A
120
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0
seconds
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ControllerCutin
MaxWindForCutin
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18
25
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m/s
Wind above which the Cutin operation does not start.
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MainSwitch
D
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WindFarm's Main Switch