دانلود شبیه سازی مقاله سیستم تامین انرژی بادی مستقل مبتنی بر ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم

تامین انرژی بادی مبتنی بر PMSM

در کاربردهای تولید انرژی با باد، توربین های بادی سرعت متغیر، عمدتاً بخاطر قابلیت استخراج توان بیشتر از باد با استفاده از الگوریتم «ردیابی نقطه حداکثر توان» (MPPT) و بهبود بازده، پرطرفدار هستند. در حال حاضر، مولدهای القایی دو سو تغذیه (DFIG ها) عمدتاً به عنوان مولد در یک سیستم توربین باد سرعت متغیر مورد استفاده قرار می گیرند. برای استفاده از DFIG، به گیربکس یا جعبه دنده نیاز هست تا سرعت توربین و روتور با هم متناسب شوند. اما، گیربکس چند بار دچار خرابی می شود و نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارد و باعث می شود سیستم غیرقابل اطمینان شود. قابلیت اطمینان توربین باد سرعت متغیر را می توان با استفاده از یک مولد سنکرون مغناطیس دائم (PMSG) مبتنی بر درایو مستقیم، بهبود داد. در کاربردهای انرژی باد، PMSG توجه زیادی را بخاطر قابلیت خود تحریک، ضریب توان بالا و بهره برداری پربازده، به خود جلب کرده است. در بسیاری از کشورها، جوامع و روستاهای دوردستی وجود دارند که در آنها اتصال به شبکه توان، بسیار پرهزینه و غیرعملی است و اغلب از مولدهای دیزلی (دیزل ژنراتورها) به عنوان منبع برق استفاده می کنند. تحت چنین شرایطی، یک سیستم تولید پراکنده خودمتکی مقیاس کوچک محلی می تواند برق مشتریان را تامین کند. سیستم های انرژی باد مستقل، از جمله جالب ترین راهکارهای فنآوری سازگار با محیط زیست برای برقدار کردن مصرف کنندگان دوردست، می باشند. کنترل یک اینورتر برای ارائه یک ولتاژ تغذیه متوازن برای مشتریان، در سیستم های مستقل یا خودمتکی، یکی از چالش های اصلی می باشد. علاوه بر آن، تغییرات ولتاژ، سوسو، تولید هارمونیک و عدم توازن بار، مسائل عمده مرتبط با کیفیت توان (PQ) می باشند که در سیستم تبدیل انرژی باد (WECS) مورد استفاده قرار می گیرند. تغییرات ولتاژ عمدتاً بخاطر تغییرات بار می باشند. سوسو یا نوسانات ولتاژ عمدتاً بخاطر نوسانات توان بدست آمده از WECS، می باشند که به نوبه خود بخاطر نوسانات سرعت باد هستند. هارمونیک های ناخواسته بخاطر رابط الکترونیک قدرت (یکسوساز، اینورتر و مبدل DC-DC) بین مولد باد و بار، تولید می شوند. این مسائل کیفیت توان ممکن است توسط مشتریان قابل تحمل نباشد و بنابراین به تکنیک های رفع مشکل نیاز پیدا می شود.

استراتژی های کنترل برای تنظیم کردن ولتاژ یک توربین باد سرعت متغیر مستقل با یک PMSG، باتری، پیل سوختی و الکترولیز کننده (که به عنوان بار تجمیع کننده (dump load) عمل می کند) در این پروژه ارائه می شوند. با نگه داشتن ولتاژ لینک dc در مقدار مرجعش و کنترل شاخص های مدولاسیون اینورتر PWM، ولتاژ خروجی اینورتر در مقادیر اسمی شان ثابت باقی می مانند. از نتایج شبیه سازی، می توان دریافت که کنترلر می تواند بخوبی ولتاژ بار را علیرغم تغییرات سرعت باد و تغییرات بار، ثابت حفظ کند. برای دستیابی به مدیریت انرژی هوشمند میان مولد باد، باتری، پیل سوختی و الکترولیز کننده، الگوریتمی ابداع شده است. اثر بار نامتوازن بر مولد مورد تحلیل قرار می گیرد و طرح کنترل مبدل dc-dc برای کاهش اثرش بر گشتاور الکتریکی مولد، پیشنهاد می شود. این کنترلر مبدل dc-dc نه تنها به ثابت نگه داشتن ولتاژ dc کمک می کند، بلکه همچنین به عنوان یک فیلتر اکتیو طرف dc عمل می کند و نوسانات گشتاور مولد که بخاطر بار نامتوازن رخ می دهد را کاهش می دهد. کنترل اینورتر PWM برای متوازن نگه داشتن ولتاژ خط در PCC در یک سناریوی بار نامتوازن، بکار گرفته شده است. همچنین، این کنترل اینورتر به کاهش نوسانات ولتاژ ناشی از دینامیک های کند الکترولیز کننده آبی هنگام رفتن توان به سمت آن، کمک می کند. اعوجاج هارمونیک کل (THD) در ولتاژهایی در PCC حدود 5% است که بیان کننده کیفیت خوب ولتاژ تولید شده در طرف مشتری است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که عملکرد کنترلرها تحت حالت پایدار و همچنین شرایط دینامیک، و همچنین تحت شرایط بار متوازن و نامتوازن، رضایت بخش است.

این برنامه با متلب 2013a تهیه شده, پس برای اینکه با مشکل مواجه نشوید ترجیحا از این ورژن استفاده نمایید.

مدل اصلی مقاله:

ساب سیستم تولید باد:

پارامترهای PMSG  از جدول 5 مقاله:

ساب سیستم Two mass drive train

پارامترها بر گرفته از جدول 5 مقاله

–

برای اجرا کردن برنامه WPMSG.slx را باز کرده و اجرا کنید

برای دیدن نتایج نیز روی اسکوپ ها دابل کلیک نمایید

توجه داشته باشید نتایج داخل مقاله هیچکدام از لحظه صفر رسم نشده اند , پس به scale نمودارها توجه نمایید