بخشی از مقاله
چکیده
امروزه به علت افزایش قیمت سوخت و همچنین نیاز به منابع پاک انرژی استفاده از انرژی باد روند فزاینده ای در سرتاسر دنیا داشته است. هدف اصلی در بیشتر سیستم های مبتنی بر انرژی باد جذب حداکثر توان موجود در باد می باشد. ولی با توجه به طبیعت تغییر پذیر سرعت باد کنترل کننده ی مورد استفاده در سیتم باید توانایی تطبیق با این تغییرات را داشته باشند. معمولترین روش برای کنترل توان خروجی تغییر در زاویه پره های توربین می باشد که معمولا از یک کنترلر PI به این منظور استفاده میشود مشکل این نوع کنترل کننده ها این است که نیاز به اطلاع دقیق از مدل سیستم دارند در این نوشتار قصد داریم با استفاده از یک کنترلر فازی تاثیر این تغییرات را بر روی توان خروجی توربین به حداقل برسانیم.
مقدمه: معرفی توربین بادی سرعت متغییر
مهندسان به علت تغیر در سرعت باد با مشکلات بسیاری برای کنترل توان خروجی توربین بادی مواجه هستند.این تغییرات می تواند نوسانات نامطلوبی را بر روی شبکه ایجاد کند تغییرات سرعت باد می تواند منجر به یکی از موارد زیر شود:
-1 تغییر در ولتاژ خروجی
-2 تغییر در فرکانس خروجی
-3 تغییر در توان خروجی
-4 جابه جایی نقطه کار
هدف ما در این نوشتار به حداقل رساندن تغییرات ولتاژ و فرکانس می باشد.
شکل زیر نحوه کنترل یک توربین بادی با زاویه پره متغییر را نشان میدهد:
شکل : - 1 - ساختار توربین بادی با زاویه پیچ متغیر
توان مکانیکی خروجی توربین بادی به شدت تحت تاثیر سرعت نوک پره های توربین - TSR - قرار دارد. و ماکزیمم تبدیل انرژی در یکTSR بهینه رخ می دهد.بنابراین با تغییر سرعت باد سرعت روتور توربین بادی هم باید تغییر کند تا بتواند در TSR بهینه باقی بماند و توانایی جذب حداکثر توان ممکن را داشته باشد. دو روش برای جذب حداکثر توان وجود دارد :
-1 کنترل TSR
-2 فیدبک سیگنال توان - PSF -
در روش TSR سرعت روتور توربین بادی برای کار کردن در یک نقطه بهینه تنظیم میشود مشکل این روش این است که امکان تطبیق با تغییر در پارامترهای توربین بادی را ندارد.
برای استفاده از روش SPF نیاز به داشتن منحنی توان ماکزیمم مربوط به توربین بادی و همچنین تغییر در توان تلف شده توسط توربین بادی که به عنوان مثال در اثر تغییر در چگالی باد رخ می دهد را داریم .
کنترل فازی یک روش مناسب را برای دنبال کردن منحنی های حداکثر توان در شرایط مختلف آیرودینامیکی را فراهم می آورد.
