بخشی از مقاله
چکیده
نیروگاههاي بادي یکی از مهمترین منابع انرژيهاي تجدیدپذیر هستند که در سالهاي اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفتهاند. انواع مختلفی از ژنراتورها در نیروگاههاي بادي مورد استفاده قرار میگیرند که ژنراتور سنکرون آهنرباي دائم از نوع درونی یکی از جذ ابترین آنها به دلیل مزایاي متنوع است. این نوع از ژنراتورها توسط مبدلهاي الکترونیک قدرت به شبکه متصل میشوند. کنترل مبدلهاي الکترونیک قدرت واسط یکی از موضوعاتی است که سالهاي اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این میا ن، اکثر روشهاي مورد استفاده در کنترل این مبدلها از حسگرهاي سرعت باد و سرعت محور ژنراتور استفاده کردهاند که داراي معایب متعددي است. در این مقاله با تخمین سرعت محور و شار و بدون نیاز به دانستن پارامترهاي ماشین سنکرون آهنرباي دائم به جز مقاومت استاتور می توان بیشترین توان را از باد استحصال کرد. این روش از کنترل مستقیم گشتاور استفاده میکند و نتایج شبیهسازي انجام شده در نرمافزار MATLAB/Simulink نشان از کارایی عالی روش پیشنهادي دارد.
کلیدواژگان:استحصال بیشینه توان، تخمین شار و سرعت، توربین بادي، ژنراتور سنکرون آهنرباي دائم از نوع درونی، کنتر ل مستقیم گشتاور.
-1 مقدمه
در سالهاي اخیر پیشرفت تک نولوژیهاي استفاده شده در تولیدات پراکنده منجر به رشد سریع استف اده از انرژیهاي نو شده است. یکی از مهمترین و جذابترین انرژیهاي ن و، انرژي بادي است. ژنراتورهاي مورد استفاده در نیروگاههاي بادي انواع مختلفی دارد. یکی از انواع ژنراتورها، ژنراتور سنکرون آهنرباي دائم - - PMSG است. ژنراتورهاي سنکرون آهنرباي دائمعموماً براي سیستم هاي تولید توان کوچک مورد استفاده قرار میگیرند. استفاده از این ژنراتورها نیاز به استفاده از مبدلهاي الکترونیک قدرت براي اتصال ژنراتور به شبکه دارد. زیرا این نوع ازژنراتورها داراي سرع ت متغیر هستند. ژنراتورهاي سنکرون آهنرباي دائم داراي بازده بالا، قابلیت کنترلپذیري عالی و نیاز به نگهداري کم هستند.[1]
در سیستمهاي ت ولید توان بادي با سرعت متغیر، روش کنترل دنبال نمودن بیشینه نقطه توان - MPPT - براي بدست آوردن بیشینه مقدار توان از باد استفاده میگردد. روشهاي زیادي از اطلاعات مربوط به سرعت باد استفاده میکنند که نیاز به برخی تخمینگرهاي سرعت باد دارند. در برخی از مقالات نیز روشهایی گزارش شده است که نیاز به دانستن سرعت باد ندارند. سیستمهاي تولید توان باد بدونسنسورهاي مکانیکی سرعت باد، داراي قابلیت اطمینان و هزینه کم براي سیستمهاي تولید کوچک تووان هستند.[2,3]عموماً سیستم کنترل ژنراتور سنکرون آهنرباي دائم از روش کنترل جریان در قاب مرجع سنککرون با میدان آهنرباي روتور استفاده میکند.در این مقاله از روش کنترل مستقیم گشتاور - DTC - براي بدست آوردن کنترل بهینه سیستم تولید توان باد استفاده شده است. این روش چندین مزیت نسبت به سایر روشها دارد:
•این روش نیاز به دانسستن دقیق پارامترهاي ماشین به جز مقدار مقاومت آرمیچر ندارد.
•این روش نیاز به سنسور تعیین موقعیت روتور ندارد.
•روش DTC مناسب کنترل MPPT است.
•با این روش ولتاژ پایانه ژنراتور در کارکرد سرعت بالا به راحتی با استفاده از کنترل تضعی ف شار، کنترل میشود.[4]
نوآوري اصلی این مقاله ارائه روشی براي کنترل توربینهاي بادي با ژنراتور سنکرون آهنرباي دائم از نوع درونی است که با تغییر مقدار مقاومت سیمپیچی استاتور و هممچنین استحصال بیشینه توان بدون نیاز به حسگرهاي سرعت باد و سرعت روتور انجام میشود. همچنین در سرعتهاي بالاي سرعت باد، عمل تضعیف شار را به خوبی انجام میدهد.ترتیبدهی مقاله بدین شرح است: در بخش دوم مبانی نظري، در بخش سوم نتایج شبیهسازي و تحلیل منحنی ها و در بخش آخر نیز جمعبندي ارائه شده است.
-2 مبانی نظري
-1-2 مدلسازي توربین بادي
