بخشی از مقاله
چکیده
از مهم ترین مسایل مطرح در ریز شبکه هاي بادي سرعت ثابت مجهز به ژنراتور القایی قفس سنجابی1 متصل به شبکه ،پاسخ مطلوب سیستم در مواجهه با ناپایداري هاي ایجاد شده در زمان راه اندازي و وقوع اغتشاشات ناگهانی حالت ماندگار در شبکه خواهد بود. در این مقاله به منظور بررسی رفتار سیستم در مواجهه با این اختلالات، با استفاده از معادلات کروز، پاسخ دینامیکی حالت ماندگار و گذراي ریز شبکه بادي مجهز به SCIG ،با نرم افزار MATLAB/Simulink شبیه سازي می گردد. . نتایج حاکی از پاسخ سریع و مقاوم ماشین به تغییرات ناگهانی بار و اغتشاشات شبکه بود.
.1 مقدمه
امروزه با توجه به رو به پایان بودن سوختهاي فسیلی و تلاش براي کاهش استفاده از این منابع، توجه اغلب کشورها به سمت استفاده از منابع تجدیدپذیر معطوف شده است. ریزشبکه ها از جمله شبکه هایی هستند که در آنها از منابع تجدیدپذیر استفاده چشمگیري شده است. ریزشبکه ها، از اتصال مجموعه اي از تولیدات کوچک و مدولار در سیستم هاي ولتاژ پایین و متوسط تشکیل شده اند که شامل مجموعه اي از منابع انرژي همچون تولیدات پراکنده، منابع تجدیدپذیر انرژي مثل باد ، فتوولتائیک و سیستمهاي ذخیره ساز انرژي می باشند
با توجه به استفاده از فنĤوریهاي جدید مانند توربین هاي بادي و فتوولتائیک ها در ریزشبکه ها، و نیز ماهیت تصادفی منابع تجدیدپذیري مانند باد و خورشید، مدیریت و بهره برداري بهینه و ایمن از این شبکه ها به یکی از اولویت هاي تحقیقاتی پژوهشگران در این زمینه تبدیل شده است
بدین منظور شبیه سازي هایی از SCIG به منظور تجزیه و تحلیل رفتارهاي دینامیکی و استاتیکی انجام گرفته شده است اما جزییات مدل سازي ها تشریح نشده است. در این مقاله، با استفاده از معادله هاي دینامیکی کروز جزئیات ریز شبکه بادي سرعت ثابت مجهز به SCIG در دستگاه dq شبیه سازي خواهد شد و درنهایت پاسخ هاي دینامیکی حالت ماندگار و گذراي ولتاژ /فرکانس ، جریان هاي روتور و استاتور نسبت به اغتشاشات شبکه بررسی می گردد.
.2 معادله هاي ماشین القایی
تجزیه تحلیل دینامیکی ماشین هاي القایی در یک قاب مرجع اختیاري به عنوان یک رویکرد استاندارد براي شبیه سازي ها بسیار مورد استفاده قرار می گیرد
به عبارت دیگر متغیر هاي ولتاژ و جریان با چرخش در یک سرعت زاویه اي ثابت به دستگاه مرجع دیگر انتقال داده خواهند شد . یکی از مرسوم ترین معادلات موجود در این خصوص روابط اثبات شده کروز می باشد
با توجه به شکل - 1 - معادله هاي شار پیوندي SCIG در دستگاه گردان dq سنکرون، به صورت زیر تعریف خواهند شد که J R ترکیب اینرسی ماشین و توربین می باشد که به طرف شافت ماشین منتقل شده است، JT اینرسی توربین، JM اینرسی ماشین n نیز نسبت تبدیل سرعت در جعبه دنده می باشد .[29] با توجه به اینکه در این مقاله به رفتار ماشین القایی قفس سنجابی سرعت ثابت پرداخته خواهد شد؛ بنابراین مقدار vdr و vqr در معادله هاي - 3 - و - 4 - صفر خواهد شد.
شکل : - 1 - مدار معادل دینامیکی ماشین القایی در محور [30] dq
.3 شبیه سازي ریز شبکه بادي مجهز به ژنراتور القایی قفس سنجابی
با استفاده از معادلات بدست آمده در بخش قبل بلوك هاي محاسبه شار و جریان روتور و استاتور، گشتاور و سرعت زاویه اي روتور مطابق شکل - 2 - طراحی می گردند. با توجه به اینکه محاسبه شار پیوندي مبناي محاسبه سایر متغیر هاي سیستم می باشد ، بنابراین در ستون اول، محاسبه شار پیوندي انجام خواهد پذیرفت. شکل - 3 - جزئیات داخلی بلوك اول ستون - 1 - را نشان می دهد. ستون هاي - 2 - و - 3 - ارتباط جریان هاي استاتور و روتور با شار، بر اساس پیاده سازي معادلات - - 5 تا - 10 - را نشان می دهد. جزئیات شبیه سازي این قسمت در شکل هاي - 4 - و - 5 - نشان داده شده است.
در ستون - 4 - با استفاده از معادله هاي - 12 - و - 11 - گشتاور و سرعت روتور مطابق شکل 6 - - مدلسازي شده است. با توجه به اینکه براي محاسبه شار پیوندي ستون - 1 - ، اطلاعات سرعت روتور مورد نیاز است، بنابراین یک فیدبک به دو بلوك شار روتور در ستون - 1 - خواهد رفت. به عبارتی دیگر بلوك هاي دو ستون اول که محاسبه شار پیوندي را انجام می دهند نقش مهمی در حلقه شار سیستم کنترل برداري ایفا خواهند نمود. همان گونه که درشکل - 5 - نشان داده شده است بلوك هاي ستون - 3 - تمام متغیرهاي جریان ماشین را محاسبه خواهند کرد و دو بلوك ستون - 4 - گشتاور و سرعت در ماشین القایی را محاسبه می نمایتد. در نهایت این دو متغیر براي محاسبه توان خروجی ماشین مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
شکل : - 2 - ساختار داخلی ماشین القایی سه فاز در محور dq
شکل : - 3 - ساختار بلوك هاي شار پیوندي در محور dq
