دانلود مقاله بهبود کیفیت توان نیروگاه بادی

چکیده :

بهره‌برداری از نیروگاه بادی به دلیل ماهیت متغیر باد و شبکه دارای مشکلاتی می‌باشد. به دلیل عدد ثبات در سرعت وزش باد توان خروجی نیروگاه بادی متغیر می باشد. این عدم قطعیت موجب کاهش کنترل­پذیری نیروگاه­های بادی می­گردد. مشکل دیگر، جزیره‌ای شدن نیروگاه از شبکه سراسری بر اثر خطا می­باشد.

در این شرایط عدم تناسب بین توان تولیدی و توان مورد نیاز بار در بخش جداشده سیستم، موجب دور شدن ولتاژ از مقدار مطلوب می­شود. مشکل بعدی که مختص ژنراتور القایی دو سو تغذیه(DFIG) می باشد، افزایش جریان مبدل سمت روتور در هنگام وقوع خطا در شبکه می­باشد.

در این مقاله با کنترل مناسب روی مبدل‌های طرف شبکه و روتور ، نتایج بررسی‌شده‌اند. کارایی کنترل موردنظر در شرایط جزیره شدن در مورد توان اکتیو و راکتیو، ولتاژ، فرکانس و سرعت روتور در هنگام استفاده از مبدل ولتاژ DC و بدون استفاده از مبدل ولتاژ DC  بررسی و مقایسه شده است و نتایج شبیه‌سازی بهبود توانایی استراتژی کنترل را نشان می­دهد.

کلمات کلیدی: جزیره‌ای شدن ، ژنراتور القایی دو سو تغذیه(DFIG) ، توان اکتیو ، توان راکتیو

 مقدمه

با توجه متنوع بودن نیازهای بشری در رابطه باانرژی و عدم قابلیت استفاده مستقیم از بسیاری از منابع انرژی اولیه، بشر متناسب با نیازهای خود اقدام به تغییر و تبدیل این انرژی‌ها، به نوع انرژی دلخواه خود نظیر انرژی الکتریکی گردیده است.

انرژی الکتریکی عموماً از طریق سوخت‌های فسیلی تولید می­شود.از طرفی سوخت‌های فسیلی علاوه بر عمرمحدود، مشکلات زیست‌محیطی را نیز به همراه دارند. به همین علت استفاده از منابع تجدید پذیر مانند باد مطرح‌شده است [۱].

اتصال مزارع بادی به شبکه قدرت با چالش‌های فراوانی از قبیل کاهش نوسان توان و پیش‌بینی الگوی باد،اتصال مزارع بادی بزرگ به شبکه­های ضعیف، تضمین کیفیت توان و … روبرو می­باشد[۲]

 باوجوداین تغییرات در توان و با گسترش و بزرگ شدن مزارع بادی نمی­توان پیش‌بینی دقیقی از میزان تولید این نیروگاه­ها داشت و همیشه باید روی حداقل تولید این نیروگاه‌ها حساب کرد. این کار باعث کاهش راندمان نیروگاه می­شود. مشکل دیگر نیروگاه­های بادی، جزیره­ای شدن آن به علت وجود خطا در شبکه می­باشد[۴].

در این شرایط عدم تناسب بین توان تولیدی و توان مورد نیاز بار در بخش جداشده سیستم، موجب دور شدن ولتاژ از مقدار مطلوب می‌شود که همین امر موجب قطع شدن بار از ژنراتور و یا خاموش شدن ژنراتور می‌شود. مورد دیگر که مختص نیروگاه بادی با ژنراتور القایی از دو سو تغذیه می باشد، عملکرد نیروگاه در طی خطای شبکه است[۵-۶].خطا در شبکه حتی اگر دور از محل توربین باشد باعث ایجاد افت ولتاژ در نقطه اتصال توربین بادی به شبکه می‌شود. این امر باعث افزایش جریان کشیده شده از سمت مبدل‌های ژنراتور و به وجود آمدن مشکل در سیم‌پیچ و مبدل سمت روتور می‌شود