Návrh a simulace větrné elektrárny

Abstract

Práce shrnuje postup nalezení provozního stavu větrné turbíny metodou známou jako blade element momenthum theory (BEMT). Připomíná klíčové pojmy a ukazuje několik způsobů řešení. Prakticky je metoda včetně tří numerických algoritmů implementována v multiplatformním počítačovém programu napsaném v jazyce C++ s grafickým uživatelským rozhraním využívajícím otevřený framework wxWidgets. Program následně slouží k návrhu modelové turbíny o výkonu 2 MW. Navržená turbína umožňuje regulaci pitch. Dále práce představuje zjednodušený model provozu větrné elektrárny v různých větrných podmínkách vytvořený v prostředí MATLAB Simulink. Modelová elektrárna využívá dvojitě napájený asynchronní generátor, pomocí něhož je v součinnosti s regulací pitch řízena.

The thesis summarizes the procedure of finding a wind turbine’s operating point using the blade element momenthum theory (BEMT). Crucial concepts are discussed, and several methods of solution are shown. The method, including three numerical algorithms, is implemented in a multiplatform computer program written in C++ language with a graphical user interface created using wxWidgets open source framework. The program is later used to design a sample turbine of 2 MW power. The designed turbine can be pitch regulated. The thesis also presents a simplified model of the wind turbine operation under variable wind conditions created in MATLAB Simulink workspace. The power plant is driven by a doubly-fed asynchronous generator, which, in cooperation with the pitch control, enables the turbine regulation.