Soustrojí s Bánkiho turbínou a jeho řízení na maximální výkon

Abstract

Diplomová práca sa zameriava na maximalizáciu výkonu sústavy Bánkiho turbíny a asynchrónneho generátora v malej vodnej elektrárni s použitím frekvenčného meniča. V prvej kapitole popisuje históriu, delenie a konštrukciu vodných elektrární. V dvoch nasledujúcich kapitolách sa zaoberá strojným a elektrotechnickým vybavením, ktoré je dôležité pre správny návrh regulácie (riadenia). Možnosti riadenia zostavy asynchrónneho generátora a Bánkiho turbíny sú popísané v štvrtej kapitole. Pre overenie správnosti návrhu obsahuje diplomová práca simuláciu v prostredí Matlab-Simulink. Výstupom simulácie je piata kapitola, ktorá vo výsledku popisuje správanie systému pri zvolenom spôsobe riadenia pri zohľadnení maximálneho výkonu zostavy. Najrozsiahlejšou kapitolou je šiesta, zaoberajúca sa podrobným popisom merania v otáčkovom aj momentovom riadení. Záverečná siedma kapitola prináša čitateľovi sumarizáciu a porovnanie nameraných priebehov s predpokladaným správaním zostavy na základe výstupu simulácie. Záver práce zhŕňa výsledky a prináša ďalšie možnosti na zlepšenie využitia vodného potenciálu a popisuje prínos frekvenčného meniča.

This master’s thesis focuses on maximalization of power point of Bánki-Michell turbine and asynchronous generator set in small hydroelectric powerplant with the use of frequency converter. The first chapter addresses the history, division, and construction of hydroelectric powerplants. The following two chapters describe mechanical and electrotechnical equipment that is necessary for correct design of the control. The fourth chapter describes control possibilities of asynchronous generator and Bánki-Michell turbine set. As a verification of correctness, master´s thesis involves simulation in Matlab-Simulink. Results of this simulation are addressed in the fifth chapter, where systemic behaviour in selected control approach with the maximum power point of the set is considered. The most extensive chapter is the sixth one, because it depicts detailed description of measurement in speed or torque control. Last chapter summarizes and compares measured dependences with expected systemic behaviour derived from simulation. The conclusion of this thesis raises another possibilities for improvement of water potencial usage and describes the contribution of frequency converter.