شکل (۴-۲۹) سرعت روتور بر حسب (rad/s) در دستگاه مرجع سنکرون
نمودارهای زیر نمایانگر توان‌های اکتیو در حالت اتصال و بدون اتصال می‌باشند. نمودار به رنگ آبی توان اکتیو شبکه در حالت بدون اتصالGSC به شبکه و نمودار به رنگ سبز توان اکتیو شبکه در حالت اتصالGSC به شبکه می‌باشد. در حالت بدون اتصال به شبکه توان اکتیو روی ۷۵۰۰ وات ثابت می‌گردد. در حالت اتصال به شبکه توان اکتیو روی ۹۰۰۰ وات ثابت می‌گردد، یعنی به میزان ۱۵۰۰ وات افزایش توان در شبکه مشاهده می‌گردد.
شکل (۴-۳۰) نمودار توان‌های اکتیو در حالت با وبدون اتصال GSC به شبکه در دستگاه مرجع سنکرون
شکل زیر نوسانات ولتاژ لینک DC را نشان می‌دهد. همانگونه که ملاحظه می‌گردد ولتاژ به صورت میانگین به میزان ۳۵ ولت افت داشته و و نوسان با دامنه ۱۵ (v) روی ولتاژ ۴۸۵ولت دارد.
شکل (۴-۳۱) نوسانات ولتاژ لینک DC در دستگاه مرجع سنکرون
فصل پنجم
نتیجه‌گیری و پیشنهادات
۵-۱- نتیجه‌گیری
در این پروژه به شبیه‌سازی و کنترل توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه پرداخته شده است. در مرحله شبیه‌سازی تک تک تجهیزات یک نیروگاه از قبیل توربین بادی،کانورتر سمت شبکه، کانورتر سمت روتور،سیستم کنترلی برای کانورترهای سمت شبکه و سمت روتور و بلوک اتصال ولتاژ تولیدی به خط انتقال به وسیله نرم افزار MATLABشبیه‌سازی شده است. برای کنترل این نیروگاه از روش کنترل‌برداری استفاده شده است. پس از شبیه‌سازی و کنترل نیروگاه بادی، تحت شرایط مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در قسمت اول تست نیروگاه بادی آن را به یک شبکه ۴۰۰ ولت سه فاز متصل کرده و سرعت باد ثابت در نظر گرفته شده است. نمودارهای حاصل عملکرد خوب سیستم را تحت شرایط ایده آل نشان دادند. در مرحله دوم سرعت باد را متغیر در نظر گرفته و به بررسی سیستم پرداخته شده است. تحت این شرایط، با وجود سرعت‌های مختلف باد سیستم کنترلی به خوبی عمل کرده و از خارج شدن نیروگاه از مدار جلوگیری کرده است و نیروگاه را تحت گشتاورهای مختلف تولیدی توسط توربین بادی کنترل نموده است. در حالت سوم سرعت باد را ثابت در نظر گرفته و یک افت ولتاژ ۵۰ درصد به شبکه اعمال شده است. در این حالت یک افت ولتاژ بزرگی به نیروگاه وارد شد که سیستم کنترلی به خوبی توانست تحت مدت زمان کوتاهی به بازیابی سیستم پرداخته و نیروگاه را به حالت تعادل قبل از خطا برساند. در مرحله چهارم سرعت باد متغیر و افت ولتاژ ۵۰ درصد به شبکه اعمال شد. در این مرحله، با وجود اینکه سیستم در هر دوره زمانی ۴ ثانیه یک گشتاور جدیدی را تجربه می کرد و در یک سطح کنترلی جدیدی قرار می گرفت، سرعت متغیر باد و افت ولتاژ نتوانستند نیروگاه را از کنترل خارج نموده و طی یک مدت زمان کوتاهی خطا برطرف شده و نیروگاه در سطح تعادل قبلی خود قرار گرفت. در مرحله پنجم سیستم را تحت ولتاژ نامتقارن تست کرده و ناتوانی سیستم کنترل در شرایط ولتاژ نامتقارن نشان داده شد.
۵-۲- پیشنهادات
در این پروژه دینامیک بلند مدت یک نیروگاه بادی سرعت متغیر با بهره گرفتن از مدل مشروح اجزاء آن مورد بررسی قرار گرفت. این نیروگاه می‌تواند به عنوان یک تولید پراکنده به سیستم قدرت متصل شود. کنترل تفکیک شده توان اکتیو و راکتیو از ویژگی این نیروگاه است. مدل حاضر می‌تواند برای مطالعه تغییرات سرعت باد و نیز تغییرات دینامیکی توان مورد استفاده قرار گیرد. با بهره گرفتن از این مدل مشروح می‌توان اصلی ترین مشکلات ناشی از این نیروگاهها را شامل کنترل ولتاژ، کنترل فرکانس، کیفیت توان و نیز رفتار آن را در شرایط اتصال کوتاه متقارن مورد بررسی قرار داد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که با وجود یکسان نبودن سرعت پاسخ کنترل‌های الکتریکی و آئرودینامیکی، هر دو سیستم‌های کنترلی عملکرد مناسبی را ارائه می‌دهند. این مدل همچنین می‌تواند در مجموعه ای از نیروگاههای بادی نیز مورد استفاده قرار گیرد. در این صورت می‌توان نحوه استفاده از تولید پراکنده برای پشتیبانی و شرکت آن در پخش بار شبکه را نیز مورد مطالعه قرار داد. با افزایش تولید پراکنده در سیستم قدرت، به ویژه نیروگاههای بادی این نکته بیش از پیش اهمیت پیدا می‌کند. شرکت نیروگاه در تامین و کنترل توان راکتیو و پشتیبانی از شبکه در شرایط اضطراری نیز با بهره گرفتن از این مدل قابل مطالعه است. مدل ارائه شده قابل توسعه به مطالعات اظطراری سیستم قدرت و بررسی عملکرد متقابل در شرایط گذرای سیستم قدرت می‌باشد. از سوی دیگر با بهره گرفتن از پارامترهای کنترلی، انتخاب مناسب سیگنال‌های مرجع، طراحی کنترل کننده های خاص و تعبیه آنها در سیستم‌های کنترلی موجود، نیروگاه را برای حصول اهداف معینی در سیستم قدرت بهره برداری نمود.
پیوست‌ها
ضمیمه
پارامترهای مربوط به ماشین، توربین بادی، کانورتر و خط انتقال که در طی شبیه‌سازی مورد استفاده قرار گرفته است در ذیل آورده شده است.
پارامترهای ماشین:
قدرت: ۱۰ اسب بخار
توان: ۷.۵ کیلو وات
ولتاژ نامی: ۴۰۰ ولت
فرکانس: ۵۰ هرتز
مقاومت استاتور: ۱.۰۶ اهم
مقاومت روتور: ۰.۸ اهم
اندوکتانس متقابل: ۰.۰۶۶۴ هانری
اندوکتانس نشتی استاتور: ۰.۲۰۶۵ هانری
اندوکتانس نشتی روتور: ۰.۰۸۱۰ هانری
تعداد جفت قطب ها: ۳
نرخ سرعت نامی (تحلیل در دستگاه مرجع ساکن): ۳۱۴ رادیان بر ثانیه
نرخ سرعت نامی (تحلیل در دستگاه مرجع سنکرون): ۱۰۴.۷۲ رادیان بر ثانیه
اتصال استاتور: مثلث
اتصال روتور: ستاره
پارامترهای توربین بادی:
توان: ۷.۵ کیلو وات
شعاع پره: ۳.۲۴ متر
ضریب توان ماکزیمم: ۰.۴۲
نسبت تبدیل گیربکس (تحلیل در دستگاه مرجع ساکن): ۵۰
نسبت تبدیل گیربکس (تحلیل در دستگاه مرجع سنکرون): ۱۰
ممان اینرسی: ۷.۵ کیلوگرم در متر مربع
ضریب دمپینگ: ۰.۰۶
سرعت باد: ۸ متر بر ثانیه
چگالی باد: ۱.۲۲۵ کیلوگرم در متر مربع
حد مطلوب گام پره: ۲
حد مطلوب سرعت نسبی باد: ۹ متر بر ثانیه
حداکثر سرعت باد: ۱۲ متر بر ثانیه
ثابت های مربوط به ضریب توان:
C1=0.5109, C2=116, C3=0.04, C4=5, C5=21, C6=0.0068
پارامترهای مربوط به کانورتر و خط انتقال:
ولتاژ نامی: ۴۰۰ ولت
اندوکتانس خط: ۰.۰۰۲۹۶ هانری
مقاومت خط: ۰.۱۵ اهم
ظرفیت خازن لینک DC:0.1 فاراد
منابع و ماخذ
فهرست منابع فارسی
[۱۳]تحلیل ماشین‌های الکتریکی، پل سی کراس، ترجمه سید مرتضی سقائیان‌نژاد و حسن نیک خواجوئی. انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان، دی ۱۳۷۶.
[۱۵]بررسی و طراحی سیستم کنترل توربین بادی در حالت دور ثابت با ژنراتور آسنکرون، محمد حسن غفاری سعادت، حمیدرضا لاری و محمد خردمند کیسمی، هجدهمین کنفرانس بین‌المللی برق، ۱۳۸۲.
[۲۳]طراحی کنترل کننده مناسب جهت کاهش پدیده تشدید زیر سنکرون در سیستم قدرت شامل مزارع بادی، مهرداد زکوی،پایان‌نامه کارشناسی ارشد،۱۳۹۲.
فهرست منابع لاتین
[۱]www.suna.org.ir
فرم در حال بارگذاری ...
