بخشی از مقاله
چکیده
کنترل تطبیقی اختلال - Disturbance Accommodation Control - DAC برای مدلسازی و شبیه سازی یک سیستم با شکل موج اختلال فرضی در نظر گرفته شده است..در این مقاله یک طرح کنترل برای کاهش اثر اختلالات با استفاده از کنترل زاویه پره برای سرعت باد زیاد برای یک توربین سرعت باد متغیر ارائه شده است.برای بدست آوردن گین فیدبک حالت کامل از کنترلر - Linear Quadratic Regulator - LQR استفاده شده و گین اختلال به صورت مستقل محاسبه می شود و برای بدست آوردن گین تخمینگر از روش جایابی قطب در مدل سیستم تکمیل شده DAC استفاده شده است.
از مدل دو بعدی و غیرخطی یک توربین بادی 5MW در اینجا استفاده شده است.شبیه سازی برای کنترلر بهینه فازی با کنترلر PI مقایسه شده است.نتایج مربوط به سرعت ژنراتور, سرعت روتور و زاویه پره توربین برای کنترلر پیشنهادی نشان داده شده است.نتایج , برتری قابل توجه کنترل کننده پیشنهادی را نسبت به کنترل کننده های دیگر نشان داده است.نتایج به دست آمده با کنترل کننده PI برای باد ثابت و همچنین برای باد متغیر مقایسه شده است.روش DAC سبب تنظیم بهتر در قدرت خروجی و فرسودگی کمتر پره ها می شود.کنترل کننده پیشنهادی تست شده بر روی توربین بادی, استحکام و ثبات بهتر را در مقایسه با PI نشان می دهد.
مقدمه
انرژی باد در حال تبدیل شدن به یک منبع انرژی بسیار مناسب برای جهان آینده می باشد. انرژی باد آلودگی ایجاد نمیکند و جزوء انرژیهای تجدید پذیر میباشد و هزینه این انرژی به مراتب کمتر از هزینه الکتریسیته تولید شده توسط زغال سنگ و شکافت هستهای می باشد . منظور از توان بادی تبدیل انرژی باد به نوع سودمندی از انرژی مانند انرژی الکتریکی توسط توربینهای بادی است. جهت چرخش و سرعت توربینهای بادی را میتوان تنظیم کرد. انرژی باد یک منبع غیرقابل پیشبینی است که اگر کنترل وجود نداشته باشد میتواند باعث مشکل در اجزای توربین شود..از جمله بخش های پر اهمیت در توربین بادی بخش کنترل سیستم می باشد.اصلی ترین مشکلاتی که در بهره برداری از توربین های بادی مطرح می شود کنترل آنها می باشد.
توربین های بادی به دو صورت سرعت ثابت و سرعت متغیر هستند.معیار برتری سیستم های سرعت متغیر میزان استخراج انرژی از توربین بادی است.طرح های کنترلی مختلفی برای تنظیم توربین در حضور باد متغیر ارائه شده است.توربین بادی یک سیستم غیر خطی است و قدرت خروجی آن متناسب با مکعب سرعت باد است - . - 1ازجمله چالشهای مهمی که در بحث کنترل توربین بادی وجود دارد، در دسترس نبودن تمامی متغیرها برای اندازه گیری است که راه حل ارائه شده برای تخمین پارامترها استفاده از کنترلر های بهینه مانند lqr و lqg است. - Dac. - 2 یک روش کنترلی برای کاهش یا حذف اثر اختلالات از سیستم های خطی است.
3کنترلر dac نیز برای کاهش بار - 4 - و برای ردیابی اختلالات سیستم - 5 - به کار برده شده است.کنترل کلاسیک - PID - کنترلر مورد بحث در [6] است که برای تنظیم سرعت روتور وکاهش اثر اختلال باد مورد بحث قرار گرفته است و تکنیک های دیگر در [7]و [8] برای طراحی یک کنترل کننده به منظور کاهش بار روی اجزای مختلف توربین بادی مورد استفاده قرار گرفته است.
در [9]و [10] از کنترلر PID برای عملکرد بهتر و کاهش لرزش تولید شده در طی عملیات استفاده شده است.کنترلرخطی درجه دوم گوسی - LQG - یک تکنیک کنترل بهینه برای به حداقل رساندن شاخص درجه دوم با توجه به اهداف و ماهیت تصادفی سرعت باد است .تکنیک های LQGدر [11]مورد بحث قرار گرفته و در توربین بادی با مباحث چند هدفه استفاده شده است.
در این مقاله، طرح کنترل DACبه منظور کاهش اثر اختلال در سرعت باد بالا برای توربین بادی 5MW NREL طراحی شده است .نظریه کنترل بهینه برای طراحی گین فیدبک حالت به کار رفته است و گین فیدبک اختلال به طور مستقل طراحی شده است. ساختار این مقاله به شرح زیر است؛ بخش دوم مدل سازی توربین بادی , بخش سوم بحث تئوری کنترل و بخش چهارم که شامل شبیه سازی و بحث در مورد نتایج است.
