DFIG

انجام پروژه کنترل مد لغزشی و کنترل مدل پیش بین توربین بادی

استفاده از انرژي‌هاي تجديدپذير به دليل مباحث زيست محيطي وکمبود سوخت‌هاي فسيلي به سرعت درحال توسعه هستند. طراحي کنترل‌کننده براي سيستم توربين بادي سرعت متغير، يکي از مهمترين چالش‌هاي مهندسي امروز است. سيستم تبديل انرژي باد، شامل اجزاي پيچيدة آيروديناميکي و الکتريکي به همراه عملکرد غيرقابل پيش‌بيني سرعت باد مي‌باشد که همين امر طراحي کنترل‌کننده را مشکل مي‌سازد. در میان منابع تولید انرژی تجدیدپذیر استفاده از انرژی باد، سریع‌ترین رشد را دارد. در پایان سال 2006 ظرفیت تولید برق ایالات متحده با استفاده از انرژی باد بالغ بر 11630 مگاوات بوده است که نیاز انرژی، حدود 2.9 میلیون خانه آمریکایی را برآورده می‌کرد. ظرفیت تولید برق توسط نیروی باد، در اروپا و آمریکا در هر سال 30%-20% افزایش می‌یابد، چشم انداز استفاده از انرژی باد برای تولید الکتریسیته، در اروپا و آمریکا، تولید 20% برق توسط  انرژی باد است. در دو دهه اخیر توربین‌های بادی با توان 20 کیلووات تا 2 مگاوات توسعه داده شده‌اند و در حال حاضر توربین‌های با ابعاد بزرگتر در حال طراحی می‌باشد.

در کشور ما نیز منابع سوختی هرچند که وسیع و گسترده می‌باشند، اما منابعی محدود و پایان‌پذیر بوده و آینده‌نگری در مورد تهیه انرژی، کار بیهوده‌ای نخواهد بود. همچنین، منابع موجود، همیشه قابل دسترس نبوده و حمل و نقل آن به بعضی مناطق صعب‌العبور بسیار گران بوده و مقرون به صرفه نیست. از آنجاست که استفاده از انرژی‌های جایگزین نظیر باد و خورشید، باید مدنظر قرار گیرد. در این بین استفاده از توربین‌های بادی برای تولید انرژی در سال‌های اخیر رشد چشمگیری داشته است. با افزایش استفاده از توربین‌های بادی در سیستم‌های الکتریکی، کنترل و بدست آوردن عملکرد مطلوب از این توربین‌ها، اهمیت بسیاری پیدا کرده است، با توجه به این مطلب، در این پایان‌نامه قصد طراحی یک نوع کنترل‌کننده مقاوم برای سیستم توربین بادی را داریم.

توربین‌های بادی سرعت متغیر نسبت به، نوع سرعت ثابت خود دارای مزایایی می‌باشد. چراکه این نوع توربین توانایی تطبیق سرعت شفت ژنراتور با تغییر سرعت باد را دارد که در نتیجه می‌تواند عملکردی بهینه در تولید انرژی داشته باشد. هدف اصلی در کنترل توریبن‌های بادی، حداکثر کردن بازده توان می‌باشد. برای رسیدن به این هدف، باید نسبت سرعت نوک پره‌های توربین با وجود تغییرات باد در مقدار مطلوب خود نگه داشته شود، در اینصورت حداکثر انرژی ممکن دریافت می‌شود.

بسیاری از روش‌های کنترل توربین‌های بادی بر اساس مدل خطی سازی شده توربین است، که خطی سازی معادلات توربین و طراحی کنترل‌کننده برای آن دارای مزایایی است، به طور کلی این مدل‌های خطی شده دارای پاسخ ساده تحلیلی برای بسیاری از روش‌های کنترلی هستند مانند LQR، جایابی قطب، فیلتر کالمن، همچنین پیاده‌سازی این کنترل‌کننده‌ها ساده‌تر می‌باشند. هدف کنترلی، در این سیستم وابسته به شرایط کاری توربین می‌باشد، به عنوان مثال در سرعت‌های کم، بهینه سازی دریافت انرژی باد اهمیت بیشتری دارد، در صورتی که در ناحیه بالاتر از توان اسمی توربین، کاهش توان الکتریکی هدف است، همچنین در سرعت‌های زیاد باد، به جای بدست آوردن حداکثر توان تولیدی، تنظیم توان توربین در مقدار نامی مورد نظر می‌باشد. برای کنترل توربین بادی دو ورودی کنترل در دسترس می‌باشد، یکی گشتاور شفت، و دیگری زاویه پره توربین است. روش‌های کنترل خطی به طور گسترده‌ای از زاویه پره توربین برای کنترل استفاده می‌کنند. در برخی مراجع، انواع روش‌های طراحی این نوع کنترل‌کننده، بررسی و تحلیل شده است. اما عملکرد کنترل‌کننده‌های خطی با توجه به مشخصات و عملکرد غیرخطی توربین بادی، محدود شده و توانایی بدست آوردن عملکرد مطلوب و بهینه را ندارند.

تاکنون روش‌های بسیاری برای کنترل توربین بادی توسط محقیقن پیشنهاد شده است، به عنوان مثال در برخی با استفاده از کنترل خطی، یک کنترل‌کننده فیدبک حالت برای سیستم طراحی می‌شود، این روش بر اساس مدل خطی شده توربین می‌باشد. در بعضی دیگر از مقالات، از منطق فازی برای طراحی کنترل‌کننده استفاده شده، یا روش گام به عقب، یا خطی سازی فیدبکی و همچنین در بعضی دیگر از شبکه عصبی‌های عصبی برای کنترل سیستم توربین بادی استفاده شده است. تمامی روش‌های گفته شده، برای پیاده‌سازی نیازمند دانستن سرعت و موقعیت توربین می‌باشند، همچنین از حسگرهای مکانیکی برای اندازه‌گیری سرعت باد و تنظیم جدول بهره برای محاسبه حداکثر توان قابل جذب از باد استفاده شده است، برای اندازه‌گیری این پارامترها، نیاز به وجود سنسور برای اندازه‌گیری داریم، که اینکار باعث کاهش قابلیت اطمینان سیستم، افزایش هزینه نگهداری و تعمیرات سیستم می‌شود.

کنترل مود لغزشی با توجه به ویژگی‌هایی چون، مقاوم بودن کنترل‌کننده با توجه اغتشاش خارجی، دینامیک‌های مدل نشده و عدم قطعیت، سادگی نسبی قانون کنترل و حجم محاسبات نسبتاً کم و در نتیجه پیاده سازی آسانتر، قابلیت طراحی کنترل‌کننده برای سیستم‌های غیرخطی و چندمتغیره انتخاب مناسبی برای طراحی کنترل‌کننده برای توربین بادی می‌باشد.

کنترل مود لغزشی مرتبه بالا به همراه تخمین‌گر جریان‌های روتور در بعضی تحقیقات طراحی شده است، از کنترل مودلغزشی مرتبه بالا برای کاهش اثر چترینگ استفاده شده، که مشکل تخمین مشتقات جریان را ایجاد می‌کند، این مشتقات توسط تخمین‌گر، تخمین‌ زده می‌شوند. در تحقیقات اخیر کنترل مود لغزشی با تخمین موقعیت روتور انجام شده، که برای کاهش اثر چترینگ از روش لایه مرزی، استفاده شده، کنترل‌کننده طراحی شده در حضور عدم قطعیت پارامتری طراحی شده و برای پیاده سازی نیاز به دانستن دامنه این عدم قطعیت‌ها می‌باشد.

برای انجام پروژه و سفارش با ما تماس بگیرید
aerocontrol.project@yahoo.com
aerocontrol.project@gmail.com

آی دی تلگرام:

                                                                                                             @ae_pr

تلفن تماس
09304692657
09307810797

انجام پروژه توربین بادی
انجام پروژه کنترل مدل پیش بین توربین بادی
انجام پروژه کنترل کنترل مد لغزشی
انجام پروژه کنترل مد لغزشی مرتبه بالا
انجام پروژه رویتگر مد لغزشی
انجام پروژه کنترل توربین بادی از دو سو تغذیه DFIG

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *