Computer simulation of an autonomous contra-rotating wind turbine taking into account parameter differences and wind rotor work conditions

Abstract

The work of an autonomous contra-rotating vertical axis wind turbine (VAWT), which uses a special device, i.e. a rotary transformer, has been examined in the article. The latter performs two functions: contactless transmission of generated electric energy from the moving armature of synchronous generator with permanent magnets and automatic control of VAWT electrical load. To construct the quasi-optimal control system, the estimator of average wind speed, which covers two wind rotors, was developed. Computer simulation was carrying out on a test wind profile taking into account parameter differences and work conditions of two wind rotors. The results showed satisfactory efficiency of VAWT work at such conditions. Досліджено роботу малопотужної автономної контрроторної вітроелектроустановки (ВЕУ) з вертикальною віссю обертання, у якій застосовується спеціальний пристрій - трансформатор із обертовою половиною. Останній виконує дві функції: безконтактну передачу згенерованої електричної енергії від рухомого якоря синхронного генератора з постійними магнітами та автоматичне регулювання електричного навантаження ВЕУ. Для побудови системи квазіоптимального керування розроблено естиматор середньої швидкості вітру, який охоплює два вітроротори. Імітаційне моделювання проводилося на тестовому профілі вітру з урахуванням розбіжності параметрів та умов роботи вітророторів. Результати показали задовільну ефективність роботи ВЕУ в таких умовах.