پایان نامه کارشناسی کنترل DFIG با کنترلر مستقیم بردار جریان

پایان نامه کارشناسی کنترل DFIG با کنترلر مستقیم بردار جریان

موضوع پایان نامه آماده کارشناسی برق قدرت:

پایان نامه کارشناسی کنترل توربین بادی DFIG با استفاده از کنترلر مستقیم بردار جریان

چكيده:

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 پایان نامه نشان خواهد داد كه يك محدوديت در روش كنترل برداري مرسوم وجود دارد. اين پایان نامه 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 پایان نامه نشان خواهد داد كه تحت كنترل مستقيم برادار جريان سيستم DFIG يك عملكرد برتر در ابعاد مختلف خواهد داشت.

مطالعات جامع شبیه سازی نشان می دهد که با استفاده از روش پیشنهادی در ساختار کنترل توربین بادیDFIG تحت شرایط مختلف سرعت باد به اهداف و عملکرد فوق العاده می رسیم. با توجه به محدودیتهای فیزیکی در یک سیستم DFIG روش کنترل پیشنهادی بخوبی  با کنترل GSC جهت تثبیت ولتاژ لینک dc و کنترل RSC برای بدست آوردن توان راکتیو مطلوب بخوبی عمل می کند . ساختار جریان برداری جریان مستقیم نیز برای تعقیب توان پیک و کنترل پشتیبان ولتاژ شبکه تحت ک شرایط کمبود ولتاژ پایین موثر است. اما برای یک کمبود ولتاژ بالای نقطۀ تزویج مشترک (PCC)، نمی توان ولتاژ PCC را تا ولتاژ نامی تقویت کرد که دلیل آن قیود ناشی از جریان نامی و مدولاسیون خطی مبدل است. در مقایسه با روش کنترل متداول و استاندارد DFIG، این روش پیشنهادی پایدارتر و مطمئن‌تر بوده، دارای عملکرد دینامیکی بهتری است و بخصوص تحت حالت کنترل ولتاژ باس سیستم جریان متناوب (Ac) رفتار بسیار بهتری از خود نشان می‌دهد.

مقدمه:

در طول بيست سال گذشته، به‌دليل افزايش قيمت، محدود بودن منابع و اثرات مخرب زيست محيطي سوخت​هاي فسيلي، منابع انرژي تجديدپذير بسيار مورد توجه قرار گرفته‌‌اند. در همين حال، پيشرفت‌هاي فن‌آوري، كاهش قيمت و مشوق‌هاي دولتي باعث شده است تا پاره‌ايي از منابع انرژي تجديدپذير مقرون به صرفه و در بازار رقابت پذير باشند. از اين ميان، انرژي باد يكي از سريعترين منابع انرژي تجديدپذيري است كه به سرعت در حال رشد و توسعه مي‌باشد. انرژي باد سال‌هاي متمادي است كه براي آسياب كردن دانه‌هاي كشاورزي، پمپ كردن آب و دريا نوردي به‌كار برده شده است.

كاربرد آسياب‌هاي بادي براي توليد برق به اواخر قرن نوزدهم برمي‌گردد؛ زمانيكه ژنراتور۱۲ KW DC براي آسياب‌هاي بادي ساخته شدند، اما اين تنها در دهه ۱۹۸۰ ميلادي است كه صنعت به بلوغ كافي و لازم براي توليد برق به‌گونه‌اي اثر بخش و كارآمد دست مي‌يابد.

در واقع ازسال ۱۹۷۵ پيشرفت‌هاي شگرفي در زمينه توربين‌هاي بادي در جهت توليد برق به‌عمل آمده است. در سال۱۹۸۰ اولين توربين برق بادي متصل به شبكه سراسري نصب گرديد. بعد از مدت كوتاهي اولين مزرعه برق بادي چند مگاواتي در آمريكا نصب و به بهره برداري رسيد. درپايان سال ۱۹۹۰ ظرفيت توربين‌هاي برق بادي متصل به شبكه در جهان به ۲۰۰MW رسيد كه توانايي توليد سالانه ۳۲۰۰Gwh برق را داشته كه تقريباً تمام اين توليد مربوط به ايالات كاليفرنيا آمريكا و كشور دانمارك بود.[۱]

امروزه كشورهاي ديگر نظير هلند، آلمان، بريتانيا، ايتاليا، اسپانيا، چين و هندوستان برنامه‌هاي ملي ويژه‌ايي را در جهت توسعه و عرضه تجاري انرژي باد آغاز كرده‌اند.

در طول دو دهه گذشته، مجموعه متنوعي از پيشرفت‌هاي تكنولوژي در صنايع توليد برق بادي بسط و توسعه يافته، بنحويكه نسبت تبديل مؤثر توليد برق از باد و كاهش هزينه آن به صورت چشمگيري بهبود يافته است. توان توربين‌هاي بادي از چندين كيلووات به چندين و چند مگاوات در هر توربين افزايش يافته است. علاوه بر نصب توربين‌ها برروي خشكي، توربين‌هاي بادي بزرگتر به مناطق ساحلي درياها رانده شده‌اند تا ضمن كاهش اثرات سوء آنها بر مناظر و مناطق خشكي، بتوانند انرژي بيشتري را جذب كنند.

۱-۲ انرژي باد:

هنگامي‌ كه تابش خورشيد به طور نامساوي به سطوح ناهموار زمين مي‌رسد سبب ايجاد تغييرات در دما و فشار مي‌گردد و در اثر اين تغييرات باد به وجود مي‌آيد. همچنين اتمسفر كره زمين به دليل حركت وضعي زمين، گرما را از مناطق گرمسيري به مناطق قطبي انتقال مي‌دهد كه اين امر نيز سبب به وجود آمدن باد مي‌گردد. جريانات اقيانوسي نيز به طو مشابه عمل نموده و عامل ۳۰٪ انتقال حرارت كلي در جهان مي‌باشند. در مقياس جهاني اين جريانات اتمسفري به‌صورت يك عامل قوي جهت انتقال حرارت و گرما عمل مي‌نمايند. دوران كره زمين نيز مي‌تواند در برقراري الگوهاي نيمه دائم جريانات سياره‌ايي در اتمسفر، انرژي مضاعف ايجاد نمايد. در حقيقت همان‌طور كه عنوان شد باد يكي از صورت‌هاي مختلف انرژي خورشيدي مي‌باشد كه داراي يك الگوي جهاني پيوسته است.[۲]

تغييرات سرعت باد، ساعتي، روزانه و فصلي بوده و متاثر از هوا و توپولوژي سطح زمين مي‌باشد. بيشتر منابع انرژي باد در نواحي ساحلي و كوهستاني واقع شده‌اند.

                                                                                                                                     فهرست مطالب

۱-۱  مقدمه: ۱۱

۱-۲ انرژي باد: ۱۲

۱-۳ مزاياي بهره برداري از انرژي باد: ۱۲

۱-۴ اهميت كنترل توان راكتيو در نيروگاه‌هاي بادي.. ۱۳

۱-۵ مروری بر تحقیقات پیشین.. ۱۴

۱-۶ پيكربندي پايان نامه. ۱۸

۲-۱- مقدمه : ۲۰

۲-۲- فن‌آوري توربين‌هاي بادي.. ۲۱

۲-۲-۱- اجزاي اصلي توربين بادي.. ۲۳

۲-۲-۲- چگونگي توليد توان در سيستم‌هاي بادي.. ۲۴

۲-۲-۳- منحني پيش بيني توان توربين بادي.. ۲۵

۲-۲-۴- پارامترهاي مهم در توربين بادي.. ۲۶

۲-۳- انواع توربين‌ها از لحاظ سيستم عملكرد. ۲۷

۲-۳-۱- عملكرد توربين‌هاي سرعت ثابت… ۲۸

۲-۳-۱-۱- توربين‌هاي ممانعت قابل تنظيم سرعت ثابت… ۲۸

۲-۳-۱-۲- توربين‌هاي ممانعت تنظيم شده دو سرعتي.. ۲۹

۲-۳-۱-۳- توربين‌هاي زاوية گام قابل تنظيم فعال  سرعت ثابت… ۲۹

۲-۳-۱-۴- توربين هاي زاوية گام قابل تنظيم غير فعال.. ۳۰

۲-۳-۲- الگوي عملكرد سرعت متغير. ۳۰

۲-۳-۲-۱- توربين‌هاي ممانعت تنظيم شده سرعت متغير. ۳۱

۲-۳-۲-۲- توربين‌هاي سرعت متغير با زاوية گام قابل تنظيم فعال.. ۳۲

۲-۳-۲-۳- توربين هاي سرعت متغير با محدوده عملكرد كوچك…. ۳۳

۲-۴- كنترل توربين بادي.. ۳۳

۲-۴-۱- فعاليت‌هاي قابل كنترل در توربين‌هاي بادي.. ۳۴

۲-۴-۱-۱- كنترل گشتاور آيروديناميكي.. ۳۴

۲-۴-۱-۲-كنترل گشتاور ژنراتور ۳۵

۲-۴-۱-۳-كنترل گشتاور ترمز. ۳۶

۲-۴-۱-۴ -كنترل جهت‌گيري دوران حول محور قائم ۳۶

۲-۴-۲ -كليات عملكرد توربين‌هاي متصل به شبكه. ۳۶

۲- ۵ – ژنراتورهاي مورد استفاده در توربين هاي بادي.. ۳۸

۲-۵-۱- ژنراتورهاي سنكرون.. ۳۹

۲-۵-۲ – ژنراتورهاي جريان مستقيم.. ۴۰

۲-۵-۳ – ژنراتورهاي القائي.. ۴۲

۲-۵-۴ – تحليل عملكرد ژنراتور القائي.. ۴۳

۲-۵-۴-۱- راه‌اندازي توربين بادي با ژنراتور القائي.. ۴۴

۲-۵-۴-۲– تحليل ديناميك ماشين القائي.. ۴۴

۲-۵-۴-۳ – شرايط عملكرد خارج از محدوه طراحي.. ۴۶

۲-۵-۴-۴- مشخصه ژنراتور القايي دو سو تغذيه. ۴۷

۳-۱-مقدمه: ۵۱

۳-۲- عملكرد فوق سنكرون و زير سنكرون ژنراتور القايي دو سو تغذيه: ۵۲

۳-۳- تبديل قاب مرجع: ۵۵

۳-۳-۱- تبديل قاب مرجع abc/dq : 55

۳-۳-۲- تبديل قاب مرجع abc به : ۵۹

۳-۴- مدل‌هاي ژنراتور القايي.. ۵۹

۳-۴-۱- مدل بردار-فضايي.. ۶۱

۳-۴-۲- مدل قاب مرجع dq : 64

۳-۵- مدل مرتبه ۳ ژنراتور القايي  دو سو تغذيه : ۶۵

۳-۶- بيان پارامترها در سيستم پريونيت: ۶۶

۳-۷- كنترل اينورتر متصل به شبكه: ۶۷

۳-۸- كنترل همراستاي ولتاژ (VOC): 69

۳-۹- كنترل همراستاي ميدان(FOC): 72

۴-۱ مقدمه: ۷۶

۴-۲  كنترل سيستم الكتريكي/مكانيكي و كنترل يكپارچه DFIG.. 76

۴-۳ كنترل مستقيم بردار جريان و كنترل بردار ي مرسوم GSC: 78

۴-۳-۱ مدلهاي حالت گذرا و پايدار GSC : 78

۴-۳-۲ مكانيزم كنترل GSC مرسوم: ۸۰

۴-۳-۳ كنترل مستقيم بردار جريان GSC : 81

۴-۴ RSC براي كنترل سرعت DFIG و كنترل توان راكتيو: ۸۴

۴-۵ كنترل RCS و GSC براي يكپارچه كردن توربين بادي: ۸۶

۱-۵-۴ كنترل استخراج حداكثر باد: ۸۶

۲-۵-۴ كنترل توان راكتيو: ۸۷

۴-۵-۳ كنترل ولتاژ پشتيبان PCC: 87

۴-۶ مقايسه و ارزيابي كنترل: ۸۸

۱-۶-۴ ردیابی پیک توان و کنترل توان راکتیو: ۸۹

۲-۶-۴ ردیابی پیک توان و کنترل پشتیبان ولتاژ: ۹۰

۳-۶-۴ کنترل GSC و RSC با  تغیر باد: ۹۳

برای دانلود و خرید پایان نامه کارشناسی برق قدرت آماده با عنوان پایان نامه کارشناسی کنترل DFIG با کنترلر مستقیم بردار جریان بر روی لینک خرید زیر کلیک کنید:

مراجع ترجمه شده و موجود در پکیج پایان نامه:

عنوان مقاله لاتین:

Single-stage AC–AC power conversion for WECS

عنوان مقاله فارسی:

تبدیل توان تک مرحله‌ای AC-AC برای سیستم تبدیل انرژی بادی

عنوان مقاله لاتین:

Influence of the Variable-Speed Wind Generators in Transient Stability Margin of the Conventional Generators Integrated in Electrical Grids

عنوان مقاله فارسی:

تاثیر متغیر-سرعت ژنراتورهای بادی در میزان ثبات ناپایداری ژنراتورهای مرسوم موجود در شبکه های الکتریکی

عنوان مقاله لاتین:

Wind farm node connected DFIG/back-to-back converter coupling transient model for grid integration studies

عنوان مقاله فارسی:

دشواری مزرعه ی بادی متصل به مبدل DFIG/پشت هم ،همراه مدل گذرا برای مطالعات یکپارچه سازی شبکه

پایان نامه کارشناسی کنترل DFIG با کنترلر مستقیم بردار جریان + پایان نامه آماده کارشناسی برق قدرت + دانلود پایان نامه برق قدرت + پایان نامه کارشناسی برق با شبیه سازی matlab + پایان نامه در زمینه بهبود کیفیت توان + پایان نامه در مورد DVR بدون ترانسفورماتور + پایان نامه کارشناسی کاهش هزینه و بهبود کیفیت ولتاژ + DVR بدون ترانسفورماتور همراه با اینورتر چند سطحی H + پایان نامه کارشناسی بهبود کیفیت ولتاژ با DVR بدون ترنسفورمر + پایان نامه کارشناسی بهبود کیفیت ولتاژ با DVR بدون ترنسفورمر + پایان نامه کارشناسی بهبود کیفیت ولتاژ با DVR بدون ترنسفورمر+ پایان نامه کارشناسی بهبود کیفیت ولتاژ با DVR بدون ترنسفورمر