mobile-logo

‘Smart’ system regulates wind turbines ‘Smart’ system regulates wind turbines

28/06/2020

img banner detail

International Engineering News: การยกระดับความสามารถของระบบไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart System) ในการควบคุมระบบกังหันลม

การยกระดับความสามารถของระบบไฟฟ้าอัจฉริยะสามารถลดปัญหาไฟฟ้าขัดข้อง โดยการใช้ระบบกังหันลมในการควบคุมการเก็บและจ่ายกระแสไฟฟ้า นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเบอร์มิ่งแฮมยังกล่าวอีกว่าผลการพัฒนาระบบดังกล่าว สามารถช่วยเพิ่มการสนับสนุนพลังงานลมได้ทั่วโลก และยังสามารถควบคุมอัตราการหมุนของแกนใบพัดให้สัมพันธ์กับการจ่ายไฟไปยังระบบเชื่อมโยงสายส่ง เมื่อมีความต้องการกระแสไฟฟ้าสูงขึ้น พลังงานที่ถูกเก็บสะสมไว้จากการหมุนของใบพัด จะถูกนำมาใช้จ่ายกระแสไฟฟ้าได้อย่างคงที่
การควบคุมการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้มีความคงที่เป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างมาก ระบบไฟฟ้าขัดข้องสาเหตุอาจเกิดมาจากเครื่องกำเหนิดจ่ายไฟฟ้า (Generator)ชำรุด ทำให้เกิดค่าความถี่เกิดความกระเพื่อม (Frequency Dip) ซึ่งนำไปสู่สาเหตุของไฟฟ้าดับ สถานีไฟฟ้าขนาดใหญ่ของประเทศอังกฤษในปัจจุบันจัดการปัญหาดังกล่าวโดยการเพิ่มกระแสไฟให้มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม การนำเทคโนโลยีควบคุมแบบอัจฉริยะผสานเข้ากับระบบกังหันลมนั้น เป็นเรื่องที่ยากในการรักษาการจ่ายไฟให้มีความคงที่ การเกิดค่าความถี่กระเพื่อมในการผลิตกระแสไฟฟ้าระดับประเทศซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้บ่อยครั้ง ก่อนที่ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าพลังงานลมจะเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งในการเพิ่มศักยภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้า

ศาสตราจารย์เซี่ยวผิง จาง หัวหน้านักวิจัยและดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการระบบโครงข่ายไฟฟ้า จากสถาบันพลังงานเบอร์มิ่งแฮม กล่าวว่า ปี 2030 พลังงานส่วนหนึ่งในประเทศอังกฤษจะถูกผลิตด้วยพลังงานลม ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างมากที่เราจะสามารถใช้ทุ่งกังหันลมที่มีอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัยดังเช่นระบบควบคุมความกระเพื่อมของการจ่ายกระแสไฟในโรงไฟฟ้าประเทศอังกฤษ จุดประสงค์ในการสร้างระบบควบคุมกระแสไฟฟ้าก็เพื่อเป็นการสร้างศักยภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานลม และเป็นการใช้ทรัพยากรของระบบกังหันลมที่มีอยู่ให้เกิดประโยชน์สูงสุดโดยไม่จำเป็นต้องลงทุนและเพิ่มอุปกรณ์อื่น ๆ

เหตุการณ์ไฟฟ้าขัดข้องในเดือนสิงหาคม ปี 2019 เป็นสาเหตุทำให้ในหลาย ๆ พื้นที่ในประเทศอังกฤษไฟฟ้าดับ เหตุการณ์ดังกล่าว ทำให้แหล่งผลิตกระแสไฟฟ้าทั้งที่เมือง Hornsea และ Little Barford มีปัญหาในการผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งมีสาเหตุมาจากฟ้าผ่า

หลังจากนั้น 40 นาทีกระแสไฟกลับมาใช้ได้ปกติ แต่ระบบรางรถไฟฟ้ายังคงมีปัญหาตลอดระยะ 1 สัปดาห์ หลังจากเหตุการณ์นั้น ทางการไฟฟ้าของอังกฤษแก้ปัญหาโดยการใช้พลังงานลมเข้ามาช่วยรักษาสมดุลระบบโครงข่ายไฟฟ้า เพื่อเป็นการป้องกันปัญหาไฟฟ้าขัดข้องในระดับประเทศ

ศาสตราจารย์เซี่ยวผิง จาง กล่าวว่า อังกฤษเน้นความสำคัญระบบพลังงานลมเป็นอย่างมาก บทบาทสำคัญในการใช้ระบบกังหันลมก็เพื่อเพิ่มศักยภาพการซ่อมแซมและบำรุงรักษาระบบเชื่อมโยงสายส่งให้มีประสิทธิภาพ ในปัจจุบันกระบวนการใช้กังหันลมเพื่อควบคุมระบบกระแสไฟฟ้ายังคงมีอุปสรรคอยู่บ้าง อันเนื่องมาจากปัจจัยด้านความเร็วในการหมุนของกังหันลมและปัจจัยจากระบบอื่น ๆ

ที่มา: The Engineer.co.uk

Credit: https://www.theengineer.co.uk/smart-system-energy-storage-…/

#engineeringnews

 

Power cuts could be reduced with a ‘smart’ system that controls the storage and release of energy from wind turbines.

 

This is the claim of researchers at Birmingham University who said their development could also support the increase of wind energy use world-wide.

Power to the people

According to the University, the ‘smart’ system uses the variable speed of the rotors in wind turbine systems to more closely regulate the supply of power to the grid: when electricity demand is high, stored kinetic energy in the turbines can be used intelligently to keep the grid stable.

Regulating the supply of electricity to keep pace with demand is a continual challenge. Sudden outage of power generation, such as when a generator gets damaged, can cause a ‘frequency dip’, which can lead to power cuts. The UK’s large power stations currently manage these dips by pushing out more electricity.

However, as more wind turbines are integrated into the system, it becomes more difficult to balance supply and demand and keep the system stable, as frequency dips in national power grid occur more quickly and more severely than before when wind generation became such a significant element of electricity generation.

In a statement, lead researcher Prof Xiao-Ping Zhang, Director of Smart Grid in the Birmingham Energy Institute, said: “By 2030 wind is expected to provide half the UK’s power, so it’s important that we can use the wind farms provide a vital safety mechanism of controlling frequency dips of UK’s national power grid. Our proposed frequency control system for wind turbines could revolutionise the UK’s power grid’s frequency control and, importantly, uses our existing infrastructure of wind turbines and it will not need additional devices and investments.”

A power cut in August 2019 caused blackouts across the Midlands, South East, South West, North West and North East of England, and Wales. The incident was triggered by two almost simultaneous unexpected power losses at Hornsea and Little Barford due to lightning strikes.

Power was restored after 40 minutes, but problems on the rail network carried on over the weekend. In this situation, frequency control response services from wind turbines, would have protected the national grid system from the power cut.

“As the UK increases its reliance on wind power, it will become even more important to find effective ways to use the turbine systems to provide this service and maintain effective regulation of the grid,” said Professor Zhang. “Current methods of using wind turbines to regulate electricity struggle to provide consistent support because of variable wind speeds and other system conditions.”

The Birmingham team’s results are published in IEEE Open Access Journal of Power and Energy. They said they have validated their approach in an industry-standard power grid simulator and are seeking industrial partners to explore commercial opportunities for the technology.

University of Birmingham Enterprise has applied for a patent to protect the system.

 

Credit: https://www.theengineer.co.uk/smart-system-energy-storage-…/

 

กลับ Back

https://www.facebook.com/italthaiengineeringITE

enn-https://www.italthaiengineering.com/ร่วมงานกับเรา