مدل‌سازی غیرخطی و کنترل جامع مقاوم توربین بادی سرعت‌ـ متغیر با ژنراتور القایی قفس سنجابی و کنترل زاویۀ پیچش پره‌ها

نویسنده

دانشگاه کاشان

چکیده

در این مقاله، پس از ارائۀ مدل فضای حالت غیرخطی توربین بادی با ژنراتور القایی قفس سنجابی، ابتدا مدل تجمیع‌یافتۀ غیرخطی توربین بادی سرعت متغیر با تغییر زاویۀ پیچش پره‌ها توسعه یافته، سپس کنترل‌کنندۀ اولیه و مولد سیگنال مرجعی طراحی می‌شود که در سرعت‌های مختلف باد، ضمن کنترل ولتاژ پایانۀ خروجی ژنراتور، بالابردن بازدهی آن و افزایش توان استخراج‌شده از انرژی باد، سیستم را به نقطۀ کار مطلوب هدایت کند. در ادامه به روش H∞، برای مدل خطی‌شده، یک کنترل‌کنندۀ تکمیلی مقاوم طراحی می‌شود که سیستم را در حضور نامعینی‌های ایجادشده در آن برای بهبود عملکرد در حالت گذرا کنترل نماید. ایدۀ کنترل تکمیلی که قبل از این برای نیروگاه‌های آبی و حرارتی استفاده شده، در این مقاله برای توربین‌های بادی به‌کار رفته است.

کلیدواژه‌ها


[1] Aimani, S. E., "Comparison of Control Structures for Variable Speed Wind Turbine", 27th International Conference on Microelectronics (ICM), 2015 [2] Smida, M.B, Sakly, A., "Different Conventional Strategies of Pitch Angle Control for Variable Speed Wind Turbines", 15th International Conference on Sciences and Techniques of Automatic control and computer engineering- STA’2014, Tunisia. [3] Smida, M.B., Sakly, A., "Pitch Angle Control for Variable Speed Wind Turbines", Journal of Renewable Energy and Sustainable Development (RESD), June 2015. [4] Vidal, Y., Acho, L., Luo, N., Zapateiro, M., Pozo, F., "Power Control Design for Variable-Speed Wind Turbines", Energies Journal, Vol. 5, No.8, pp. 3033-3050, 2012. [5] Smida, M.B., Sakly, A., "Fuzzy Pitch Angle Control for Grid Connected Variable-Speed Wind Turbine System", 7th International Renewable Energy Congress (IREC), March 2016 [6] Zhongpeng, L., Feng, H., Shuowen, X., Xuesong, Z., Shilong, Z., Guorui, J., Haitao, D., Jian, F., "Individual Pitch Control of Wind Turbine Based on RBF Neural Network", Proceedings of the 35th Chinese Control Conference July 27-29, 2016, Chengdu, China [7] Wang, Y., Wu, Q., Gong, W., Peter, M., Gryning, S., "H∞ Robust Current Control for DFIG Based Wind Turbine Subject to Grid Voltage Distortions", IEEE Transactions on Sustainable Energy, Issue: 99, 2016. [8] Simoes, M.G., Bose, B.K., "Fuzzy Logic Based Intelligent Control of a Variable Speed Cage Machine Wind Generation System", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 12, No.1, pp. 87–95, Jan 1997. [9] Vas, P., "Field Oriented Control", Printce-Hall, 2001. [10] کراری، مهدی، «دینامیک و کنترل سیستم‌های قدرت»، تهران، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، زمستان 1382 [11] Karrari, M., Rosehart, W., Malik, O.P., "Comprehensive Control Strategy for a Variable Speed Cage Machine Wind Generation Unit", IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 20, No.2, pp. 415-423, may 2005. [12] Abdin, E.S., Xu, W., "Control Design and Dynamic Performance Analysis of a Wind Turbine-Induction Generator Unit", IEEE Transaction on Energy Conversion, Vol. 15, No.1, pp. 91-96, 2000. [13] Ong, C.-M., "Dynamic Simulation of Electric Machinery, Using MATLAB and SIMULINK", Printice-Hall, London, 1997. [14] کراوز، پ. سی. «تحلیل ماشین‌های الکتریکی»، ترجمه سقائیان‌نژاد، مرتضی، چاپ اول، اصفهان، مرکز نشر دانشگاه صنعتی اصفهان، 1376. [15] Edjtahed, S.H., Karrari, M., Rosehart, W., Malik, O.P., "Nonlinear State Space Modeling of a Variable Speed Wind Power Generation System", IEEE PES General Meeting, 2006. [16] Rasila, M., "Torque and Speed Control of a Pitch Regulated Wind Turbine", Msc Thesis, Chalmers University of Technology, Seweden, 2003.