31786 Vindmøller elektrisk design

2019/2020

Kursusinformation
Wind Turbine Electrical Design
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
E2 (man 13-17, tors 8-12)
Kurset har ændret tidsmodulet for at give bedre mulighed for at passe sammen med andre kurser i studylines.
Campus Lyngby
Forelæsninger, simuleringsopgaver, laboratorieundersøgelser og praktisk implementering i laboratoriet. Der aflevere gruppevis to rapporter en fra simuleringsøvelsen og en fra laboratorieundersøgelsen.
13-uger
E2A, E2B, (According to schedule)
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
De to obligatoriske reporter bedømmes og project raporten forsvares gruppevis.
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
31730 . 31756 . 31782 , Grundlæggende kendskab til elforsyningsnettet, elektronik og elektriske maskiner
Tonny Wederberg Rasmussen , Lyngby Campus, Bygning 329 , twr@elektro.dtu.dk
Nenad Mijatovic , Lyngby Campus, Bygning 325, Tlf. (+45) 4525 3525 , nm@elektro.dtu.dk
31 Institut for Elektroteknologi
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Kursets overordnede mål er at sætte de studerende i stand til at designe forskellige koncepter for elektriske drivetrains i en vindmølle. De primære designaspekter, som behandles i kurset, er valg af komponenter og bestemmelse af deres størrelse, som generatorer, konvertere, transformere og de passive komponenter, samt at designe en reguleringsmodel der binder komponenterne sammen. Efter gennemgang af drivetrain-koncepterne får de studerende mulighed for at specialisere sig indenfor design og/eller drift af en af hovedkomponenterne, afhængig af de individuelle præferencer.
Derudover udrustes de studerende til eksperimentelt at implementere en af deres specialiseringer i en virkelig vindmølle i laboratoriet.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Designe et elektrisk drivetrain i en vindmølle
  • Bestemme begrænsningerne i drivetrain-designet ud fra driftbetingelserne
  • Forstå og forklare dynamiske modeller for de elektriske komponenter i vindmøller
  • Simulere det elektriske system i moderne multi-MW vindmøller
  • Evaluere ydelsen af forskellige elektriske koncepter baseret på simuleringer og sammenlignende analyser
  • Designe vindmøllegeneratorer og kontrolalgoritmer m.h.t. "maximum power point tracking"
  • Designe net- og generatorkonvertere og passende kontrolalgoritmer
  • Udlede komponentmodellernes parametre ved eksperimentelle undersøgelser
  • Implementere en mindre vindmølle-kontrolalgoritme i en DSP microcontroller
  • Rapportere professionelt om simulerings- og det eksperimentelle arbejde
  • Arbejde effektivt som del af et team
Kursusindhold
Kurset fokuserer på design af de primære elektriske systemer (drivetrains) og drivetraintopologier, der er brugt i moderne multi-MW vindmøller, dvs. gearede, melllemhastigheds- og direkte koblede generatorer med permanentmagnetisering og fuldkonverter, asynkrongeneratorer med fuldkonverter og dobbelt-fødet asynkrongeneratorer (DFIG).

De studerende kommer til at benytte deres ingeniørmæssige viden og færdigheder i forbindelse med en designopgave indenfor en valgt specialisering. Opgaven vil blive gennemført ved at benytte såvel simuleringsplatforme (Simulink/MatLab, PSpice, MagNet, Comsol m.fl.) og laboratorieopstillinger. Opgaven danner grundlag for den endelige rapport, som skal udarbejdes og præsenteres.

En mindre vindmølle er tilgængelig på Lyngby Campus, hvor de studerende gennemfører undersøgelserne, implementerer deres kontrolalgoritmer og arbejder med komponenterne. Virkelige vindprofiler står til rådighed som input for bestemmelse af ydeevnen af den udviklede drivetrain ved hjælp af simuleringer.
Bemærkninger
E-learning anvendes i form af chat room (CampusNet).
Sidst opdateret
25. juni, 2019