دانلود شبیه سازی مقاله MPPT با کنترل جریان برای توربین بادی در ریزشبکه DC

کنترل جریان در توربین بادی PMSG

توربین های باد کوچک (SWT ها)، توربین هایی هستند که ظرفیت تولید آنها از 50 کیلووات فراتر نمی رود و عمدتاً دیده شده که نزدیک به مناطق مسکونی، که در آنها توربین های باد مقیاس بزرگ قابل نصب نیستند، نصب شده اند. در کشورهایی که معمولاً سرعت باد بالایی دارند، نصب SWT ها در مکان های دوردست (یا برای کاربردهای ریزشبکه)، یک گزینه معتبر است حتی اگر هزینه نصب و نگهداری بالایی داشته باشند. چنین مکان هایی معمولاً شامل گروه کوچکی از ساختمان های واقع شده نسبتاً نزدیک به هم می باشند که باعث می شود کاربرد یک سیستم ریزشبکه برای تامین برق، بسیار جذاب گردد. یک سیستم ریزشبکه از یک دسته منابع تولید (مانند فتوولتائیک، توربین های باد و حتی مولدهای مصرف کننده سوخت) و بارهای الکتریکی که می توانند متصل به شبکه اصلی یا مستقل از شبکه کار کنند، تشکیل شده است. هدف کنترل ریزشبکه، ثابت نگه داشتن ولتاژ تحت همه شرایط بهره برداری می باشد.

عمدتاً دو نوع ریزشبکه وجود دارد: AC و DC. یکی از جنبه های جذاب ریزشبکه ها، توانایی کار در حالت متصل به شبکه و همچنین حالت جزیره ای می باشد. در حالت متصل به شبکه، ریزشبکه از طریق یک نقطه تزویج به شبکه برق متصل می شود، درحالی که در حالت جزیره ای، ریزشبکه به صورت خودکار و بدون اتصال به شبکه اصلی، کار می کند. در این پروژه، اتصال یک SWT به یک ریزشبکه DC متصل به شبکه به بحث گذاشته می شود. ریزشبکه های DC، تعدادی مزیت، مانند کاهش تلفات تبدیل (تبدیل DC به AC یا بلعکس کمتر)، عدم وجود سنکروناسیون، مسائل فاز یا فرکانس (که در ریزشبکه های AC وجود دارند) و همچنین نداشتن مسائل افت/افزایش موقتی ولتاژ و دیگر مسائل کیفیت توان که در طرف شبکه AC رخ می دهد، فراهم می کنند.

این پروژه، یک الگوریتم MPPT برای دستیابی به عملکرد بهینه توان یک توربین باد کوچک متصل به یک ریزشبکه DC متصل به شبکه، ارائه می دهد. سیستم متشکل از یک PMSG که بوسیله یک SWT هدایت می شود، از طریق یک سطح یکسوسازی و یک مبدل بوست به ریزشبکه DC متصل به شبکه، وصل شده است. الگوریتم MPPT پیشنهادی، براساس مشخصه توان-سرعت سیستم توربین باد می باشد اما مستقل از پارامترهای سیستم است. الگوریتم MPPT پیشنهادی، جریان سلف بوست را طبق تغییرات توان لینک DC کنترل می کند تا حداکثر توان خروجی را بدست آورد. این الگوریتم با موفقیت در مدل شبیه سازی، پیاده سازی شده و شبیه سازی هایی برای انواع سرعت باد از 6 تا 12 متر بر ثانیه، انجام شدند. مبدل بوست، تبدیل انرژی موفق از ولتاژ لینک DC حدود 200 ولت به ولتاژ ثابت ریزشبکه 400 ولت، با انواع جریان لینک DC حدود 3.5 تا 25 آمپر را ممکن ساخت. نتایج شبیه سازی نشان دادند که نقطه عملیاتی بهینه توان، برای همه سرعت های باد بدست آمد. این الگوریتم ردیابی، حداکثر توان خروجی در ریزشبکه DC تحت همه شرایط را فراهم کرد.

این مقاله مربوط به سال 2018 بوده و شبیه سازی آن نیز در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده است؛ در ادامه تعدادی از تصاویر مربوط به شبیه سازی و خروجی های آن قرار داده شده است: