کنترل توربین بادی DFIG با استفاده از کنترل مستقیم بردار جریان

چكيده 

كلمات كليدي

مقدمه

بخش دوم: كنترل سيستم الكتريكي/مكانيكي و كنترل يكپارچه DFIG

كنترل مستقيم بردار جريان و كنترل بردار ي مرسوم GSC:

مدلهاي حالت گذرا و پايدار GSC 

مكانيزم كنترل GSC مرسوم

كنترل مستقيم بردار جريان GSC 

بخش ششم: RSC براي كنترل سرعت DFIG و كنترل توان راكتيو:

كنترل RCS و GSC براي يكپارچه كردن توربين بادي:

كنترل استخراج حداكثر باد:

كنترل توان راكتيو

كنترل ولتاژ پشتيبان PCC 

مقايسه و ارزيابي كنترل

ردیابی پیک توان و کنترل توان راکتیو:

ردیابی پیک توان و کنترل پشتیبان ولتاژ

کنترل GSC و RSC با  تغیر باد

نتیجه گیری

توربين بادي ژنراتور القايي از دو سو تغذيه (DFIG) يك توربين بادي سرعت متغير است كه بطور گسترده اي امروزه در صنعت مدرن توان باد مورد استفاده قرار مي گيرد. در حال حاضر توربينهاي بادي DFIG تجاري با فن آوري كه در يك دهه قبل توسعه يافته اند مورد استفاده قرار میگیرند. اما در اين مقاله نشان خواهد داد كه يك محدوديت در روش كنترل برداري مرسوم وجود دارد. اين مقاله يك روش كنترل مستقيم بردار جريان در يك توربين بادي DFIG ارائه مي دهد بر اساس يك استراتژي كنترل يكپارچه براي گسترش استخراج انرژي باد، توان راكتيو و پشتيباني از ولتاژ شبكه توربين بادي مي باشد. يك سيستم شبيه سازي گذرا با استفاده از شبيه سازي سيستم قدرت براي تاثير روش پيشنهادي انجام شده است. روش كنترل مرسوم با روش كنترل پيشنهادي براي كنترل توربين بادي DFIG تحت هر دو شرايط وزش شديد باد و ثابت بودن باد مقايسه شده است. اين مقاله نشان خواهد داد كه تحت كنترل مستقيم برادار جريان سيستم DFIG يك عملكرد برتر در ابعاد مختلف خواهد داشت.

در حال حاضر توربينهاي بادي مبتني بر ژنراتور القايي از دو سو تغذيه در نيروگاههاي بزرگ در آمريكاي شمالي مورد استفاده قرار مي گيرند. دلايل متعددي جهت استفاده از توربينهاي بادي DFIG وجود دارد كه در اين ميان مي توان به افزايش قابليت جذب انرژي توربين، كاهش تنش ساختار مكانيكي، كاهش سر و صدا و كنترل توان اكتيو و راكتيو براي ادغام بهتر با شبكه اشاره كرد. با اين حال جذب و تبديل انرژي از باد توسط توربين بادي DFIG به شدت به اينكه چگونه توربين بادي در شرايط مختلف باد كنترل شود وابسته است. در حال حاضر توربين هاي بادي DFIG تجاري به طور عمده با استفاده از فن آوري كه در يك دهه قبل بوجود آمده است استفاده میشوند [2]و[4] بر اساس استاندارد و جدا از مكانيزم كنترل بردار مي باشد. اين مقاله نشان مي دهد كه روش كنترل برداري مرسوم براي مبدل سمت شبكه توربين بادي DFIG محدوديت وجود دارد. هنگامي كه عملكرد مبدل فراتر از محدوده مدولاسيون خطي باشد ضعف بيشتري مشهود مي شود. اين وضعيت همچنين به تازگي توسط مطالعات بسياري در برنامه هاي مختلف گزارش شده است. در [5] نشان داده ميشود كه از طريق مطالعات تجربي و نظري روش كنترل مرسوم نسبت به مبدل عدم قطعيت حساس تر است. در [6]-[8] گزارش شده كه مزارع بادي بدليل تغيرات متناوب باد منجر به نامتعادلي و اعوجاج هارمونيكي مي شوند. در [9] نكته اي كه بايد به آن اشاره كرد آن است كه مشكل براي تنظيم پارامترهاي PI براي روش كنترل برداري مرسوم در برنامه STATCOM مي باشد. در [10] نكته اي كه اشاره شده است توانايي تخمين تغييرات پارامترهاي سيستم جهت افزايش عملكرد روش كنترل برداري مرسوم براي يك برنامه ميكرو شبكه است. در اين مقاله توسعه يك مكانيزم براي بهبود كنترل توربين بادي DFIG با روش كنترل مستقيم بردار جريان مي باشد. سپس بر اساس ساختار كنترل پيشنهادي، كنترل سيستم DFIG يكپارچه توسعه داده شده است از جمله كنترل استخراج حداكثر توان باد، كنترل توان راكتيو و كنترل پشتيباني از ولتاژ شبكه مي باشد. در ادامه بخش هاي مختلف مقاله ابتدا به معرفي پيكربندي كلي از يك سيستم DFIG و ساختار كنترلي در بخش دوم مي باشد. سپس در بخش سوم به ارائه كنترل مستقيم بردار جريان و كنترل برداري مرسوم براي يك مبدل سمت شبكه DFIG مي پردازد. كنترل مبدل سمت روتور(RSC) در بخش چهارم ارائه شده است. در بخش پنجم يكپارچه سازي كنترل GSC و RSC براي استخراج حداكثر توان، كنترل توان راكتيو و كنترل پشتبان از ولتاژ شبكه مي باشد. مطالعات شبيه سازي براي مقايسه عملكرد توربين بادي با كنترل مستقيم و كنترل برداري مرسوم تحت شرايط تغير باد و ثابت بودن باد در بخش ششم انجام مي شود. در نهايت نتيجه گيري مقاله با خلاصه اي ا نكات اصلي مي باشد.