Power flow modeling and control of a high altitude wind energy system ground station powerplant

U ovom radu su opisane osnovne komponente jedne vrste sustava za iskorištavanje energije vjetra na velikim visinama, a koji uključuje lebdeću jedinicu spojenu na sustav vilta reguliranog motor/generatora opremljenog pretvaračem snage, istosmjernu naponsku sabirnicu, elektrokemijsku ili utrakondenzatorsku bateriju za pohranu električne energije opremljenu istosmjernim (DC/DC) pretvaračem snage, te pojednostavljeni model reguliranog frekvencijskog pretvarača prema mreži. Temeljem poznatih fizikalnih zakonosti, izveden je matematički model tokova snage bazne stanice sustava energije vjetra na velikim visinama, a uključuje matematičke modele pojedinih komponenata sustava, regulacijski sustav brzine vrtnje motor/generatora s estimatorom sile napetosti užeta na viltu, sustav regulacije napetosti užeta na vitlu, sustav regulacije stanja napunjenosti spremnika energije i načelno rješenje regulacije isporuke snage prema električnoj mreži. Projektiran je sustav upravljanja tokovima snage istosmjerne sabirnice temeljen na koordinaciji rada pretvarača motor/generatora i DC/DC pretvarača snage s ciljem minimiziranja varijacija napona DC sabirnice i sprečavanja prepunjenja i dubokog pražnjenja baterije, te postizanje ujednačene isporuke energije prema mreži. Valjanost predloženih koncepata regulacije ispitana je simulacijama na računalu za očekivani profil proizvodnje energije vjetra na velikim visinama, a koji može uključivati varijabilnost brzine vjetra