%37تخفیف

دانلود پروژه:استراتژي كنترل پيشرفته توربين هاي بادي، ژنراتور القايي دوسو تغذيه (DFIG) براي سيستم هاي قدرت با قابليت گذار از خطا (FRT)

 

تعداد 110 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

دانشکده مهندسي برق

 

مدرك كارشناسي ارشد در رشته مهندسي برق

گرایش قدرت

عنوان

استراتژي كنترل پيشرفته توربين هاي بادي، ژنراتور القايي دوسو تغذيه (DFIG) براي سيستم هاي قدرت با قابليت گذار از خطا (FRT)

چکیده:

به دلیل نفوذ ژنراتورهای القای دوسو تغذیه در شبکه قدرت و نیاز به باقی ماندن در شبکه در طول خطا، بحث سرعت بحرانی و زمان رفع خطای بحرانی در طول خطاهای بزرگ برای این ژنراتورها از اهمیت خاصی برخوردار است. در این پایان نامه سرعت بحرانی و زمان بحرانی رفع خطا بدست آمده و اثر اینرسی توربین، تغییر گشتاور مکانیکی، تغییر مقاومت کروبار و همچنین تغییر زاویه گشتاور بر سرعت و زمان رفع خطای بحرانی بررسی شده است.

در این پایان نامه به منظور کنترل توربین بادی ژنراتور القایی از دو سو تغذیه روش کنترل مستقیم توان با توجه به پارامترهای ژنراتور پیشنهاد شده است و در ادامه نیز این سیستم کنترلی با روش کنترل برداریمورد بررسی و مقایسه قرار خواهد گرفت. کنترل توربین بادی ژنراتور القایی از دو سو تغذیه در حالت دائم و متصل به شبکه صورت خواهد گرفت و از روش کنترل مستقیم توان در حالت دائم، جهت کنترل توان اکتیو و راکتیو استفاده می شود. در این پایان نامه از تئوری توان راکتیو
لحظه ای مدار سه فاز در کنترل DFIG استفاده شده است.

در این پایان نامه  نیز به بررسی یک سیستم بادی دارای ژنراتور القایی دو سو تغذیه که از طریق یک مبدل پشت به پشت به شبکه متصل شده، پرداخته است. مبدل سمت ژنراتور، سرعت ژنراتور را تنظیم، و مبدل سمت شبکه، توان راکتیو را کنترل
می کند. یکی از موضوعات مهم، انتخاب کنترل کننده برای مبدل هاست که در این پایان نامه، از روش کنترل تک سیکلی برای آن استفاده شده است. هدف کنترل کننده ی تک سیکلی، کنترل توان اکتیو ورودی به ژنراتور و نیز کنترل توان راکتیو شین سمت ترمینال ژنراتور تحت حالت های مختلف از جمله تغییر بار، اعمال خطا و همچنین وجود بار غیرخطی است. نتایج شبیه سازی، توانایی استراتژی کنترلی پیشنهادی را نشان می دهد.

واژه های کلیدی:توربین بادی دوسو تغذیه، کنترل مستقیم توان، کنترل برداری، کنترل کننده ی تک سیکلی، مبدل پشت، ژنراتور القایی دو سو تغذیه، الگوریتم بهینه سازی پرندگان.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                                                     صفحه

چکیده : 1

فصلاول.. 2

تعاريفوکلیاتتحقیق.. 2

1- مقدمه: 2

1-2- تعاريفتحقیق: 10

تعریفتوربینبادی: 10

1-3- اهدافتحقيق: 12

1-4- ساختارتحقیق: 15

فصلدوم. 18

بیشینهتحقیق: 18

فصلسوم. 21

3-1- اصولسیستمهایانرژیبادی : 21

3-1-1- اصولتوربینبادی: 21

3-2- اجزاینیروگاهبادی : 23

3-3- انواعمختلفتوربینهایسرعتمتغیر: 24

3-3-1- ژنراتورهایسنکرون: 24

3-3-1-1- ژنراتورسنکرونباسیمپیچیمیدان: 24

3-3-1-2- ژنراتورسنکرونمغناطیسدایم: 25

3-3-2- ژنراتورهایالقایی: 26

3-3-2-1- ژنراتورالقاییازدوسوتغذیه (DFIG): 26

3-3-2-2- ژنراتورالقاییروتورقفسی: 28

3-3-3- انواعدیگر: 29

3-3-3-1- ژنراتورالقاییازدوسوتغذیهبدونجاروبک (BDFM): 29

3-3-3-2- ژنراتورالقاییدوسرعته: 30

3-4- انواعتوپولوژیاتصالتوربینهایبادیدرمزرعهبادی: 30

3-5- سیستمهایقدرتبادیمجهزبهDFIG: 33

3-6- پیکربندیسیستمانرژیبادی: 35

3-7- روشهایکنترلیMPPT: 36

3-7-1- روشکنترلنسبتسرعتنوک (TSR): 36

3-7-2- روشکنترلیبازخوردسیگنالقدرت (PSF): 37

3-7-3- روشکنترلگشتاوربهینه (OTC): 38

3-7-4- روشکنترلیتغییرومشاهده (P & O): 38

3-8- مدلژنراتورالقايي: 39

3-9- مدلمبدلقدرت.. 40

3-10- کنترلRSC. 41

3-11- کنترلGSC. 41

3-12- کنترلزاویهفراز: 41

3-13- بررسیسرعتوزمانرفعخطایبحرانیدرژنراتورهایالقاییدوسوتغذیه: 42

3-13-1- مفهومسرعتبحرانیوزمانرفعخطایبحرانی: 42

3-13-2- محاسبهگشتاورالکتریکیژنراتورالقاییدوسوتغذیه: 43

3-13-2-1- محاسبهگشتاورحالتپایدار: 44

3-14- CROW-BAR: 46

3-15- محدودکنندهجریانخطا: 47

3-15-1- راکتورهایمحدودکنندهجریانخطا: 47

3-15-2- Is- limiter: 48

3-15-3- محدودکنندهجریانخطایحالتجامد: 49

3-15-4- محدودکنندهجریانخطاابررسانا: 52

3-15-4-1- نوعمقاومتی: 52

3-15-4-3- نوعراکتورDC: 54

3-15-4-4- محاسبهگشتاوربعدازخطا: 56

3-15- 4-5- مقایسهگشتاورژنراتورالقاییدوسوتغذیهوژنراتورالقایی: 58

3-16- محاسبهنقاطتعادلسرعتروتور: 58

3-16-1- محاسبهسرعتحالتپایدار: 59

3-16-2- محاسبهسرعتبعدازخطا: 59

3-17- محاسبهزمانبحرانیرفعخطا: 60

فصلچهارم. 61

تحلیلروشهایارائهشدهوشبیهسازینتایج. 61

4-1- كنترلتواناکتیووراکتیویکتوربينبادیبهژنراتورالقاييدوسوءتغذيه(DFIG) توسطروشكنترلبرداري: 61

4-1-1- استراتژیکنترلبرداری: 61

4-1-2- مدلماشین: 63

4-1-3- کنترل: 65

4-2- كنترلتواناکتیووراکتیویکتوربينبادیباژنراتورالقاييدوسوءتغذيه (DFIG) توسطروشكنترلتوانمستقیم: 73

4-2-1- استراتژیکنترلتوانمستقیمDFIG: 73

4-2- 2- شبیهسازی: 77

4-3- کنترلتواناکتیووراکتیویکتوربینبادیباژنراتورالقاییدوسوتغذیه (DFIG) توسطروشکنترلیتکسیکلی: 81

4-3-1- عملکردکنترلکنندهیتکسیکلیدرمبدلسمتژنراتور: 82

4-3-2- عملکردکنترلکنندهیتکسیکلیدرمبدلسمتشبکه: 83

4-4- نتایجشبیهسازی: 84

4-4-1- شماتیکتکفازسیستمبادی: 84

4-4-2- الگویسرعتبادوتواندریافتیازباد: 86

4-4-3- کنترلتواناکتیوخروجیازتوربین: 87

4-4-3-1- كنترلسرعتژنراتورتوسطروشتكسيكلي: 88

4-4-3-2- افزایشبارخطی: 89

4-4-3-3- افزايشبارغيرخطي: 90

4-4-3-4- وقوعخطا: 92

فصلپنجم. 94

نتیجهگیری: 94

منابع: 97

 

 

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                                                                                     صفحه

نمودار(1-1) تغییراتسالیانهقیمتونرختغییراتانرژیالکتریکیبادی.. 3

نمودار(1-2) ظرفیتنیروگاههایبادینصبشدهدرجهان. 5

نمودار (1-3) ظرفیتنصبشدهانواعنیروگاههدراتحادیهاروپادرسال 2008. 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                                                                     صفحه

جدول (1-1) هزینههایمربوطبهساختیکتوربینبادی 2 مگاواتی.. 4

جدول(1-2) ظرفیتنصبشدهنیروگاههایبادیدرچندکشورصنعتی.. 7

جدول (1-3) رشداندازهتوربینهایبادی.. 8

جدول (3-1) شرکتهایسازندهتوربینهایبادی.. 29

جدول (3-2) مقایسهبینانواعتوپولوژیاتصالتوربینبادیدرمزرعهبادی.. 32

جدول(4-1) پارامترهایالگوریتمPSO.. 86

جدول(4-2) پارامترهایبهینهیکنترلکنندهیpiدرشرایطمختلفشبکه. 86

جدول(5-1) مقایسهروشهایMPPTبرحسبپاسخدینامیکیوبازده 97

جدول (5-2) مقایسهبینروشهایMPPTبراساسفاکتورهایمختلف.. 98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                                                                     صفحه

شکل (1-1) اجزایاصلیسیستمتوربینبادی.. 6

شکل (3-1) ضریبتواندرمقابلنسبتسرعتنوکدرمقادیر مختلف.. 20

شکل (3-2) توانخروجیتوربیندرمقابلسرعتژنراتور 21

شکل (3-3) اجزایداخلیتوربینبادی.. 22

شکل (3-4) ژنراتورسنکرونباسیمپیچیمیدان. 23

شکل (3-5) ژنراتورسنکرونمغناطیسدایم. 24

شکل (3-6) PMSGبامبدلPWM… 24

شکل ( 3-7) ژنراتورالقاییازدوسوتغذیه. 25

شکل (3-8) ژنراتورالقاییازدوسوتغذیهتمامکنترلی.. 26

شکل (3-9) ژنراتورالقاییروتورقفسی.. 27

شکل (3-10) جزییاتعملکردBDFM… 28

شکل (3-11) جزییاتعملکردBDFM… 28

شکل (3-12) انواعاتصالتوربینبادیدرمزارعبادی.. 31

شکل (3-13) منحنیLVRTدرشبکهآلمان. 33

شکل (3-14) منحنیLVRTدرشبکهایرلند. 34

شکل (3-15) بلوکدیاگرامسیستمکنترلی.. 37

شکل (3-16) روشکنترلیTSR. 38

شکل(3-17) روشکنترلیPSF. 38

شکل(3-18) روشکنترلیOTC. 38

شکل(3-19) روشP &O.. 39

شکل (3-20 )مبدلقدرتدرتوربینبادیDFIG.. 41

شکل (3-21) کنترلکنندهفراز 42

شکل (3-22) منحنیگشتاور- سرعتژنراتورالقایی.. 43

شکل (3-23) سرعتروتوربهازایزمانهایرفعخطایمختلف.. 44

شکل (3-24) مدارمعادلژنراتورالقاییدوسوتغذیه. 45

شکل (3-25) منحنیسهبعدیگشتاور- سرعت- زاویهگشتاوردرژنراتورهایالقاییدوسوتغذیه. 46

شکل (3-26) مدارهایcrow bar. 47

شکل (3-27) برخیاتصالاتمتداولCLR. 49

شکل (3-28) ساختارIs- limiter. 50

شکل (29-3) ساختارهاینمونهایازمحدودکنندهجریانخطاجامد. 51

شکل (30-3) ساختارنمونهایازمحدودکنندهجریانخطایحالتجامد. 52

شکل (31-3) مدارمعادلمحدودکنندهرزونانسیسری–موازیدرزماناتصالکوتاه 52

شکل (32-3) ساختاردیگریازمحدودکنندهجریانخطایحالتجامد. 52

شکل (33-3) مدلیکسیمابررسانادردماهاوجریانهایمختلف.. 53

شکل (34-3) تغییراتمقاومتابررساناباتغییراتدما 54

شکل (35-3) تغییراتمقاومتابررساناباتغییراتچگالیجریان. 54

شکل (36-3) مدلمدارییکمحدودکنندهجریانخطایابررساناینوعسلفی.. 55

شکل (37-3) تغییراتامپدانسمحدودکنندهباتغییراتچگالیجریان. 55

شکل (38-3) ساختارهایمختلفمحدودکنندهجریانخطایابررساناینوعراکتورDCدرحالتتکفاز 56

شکل (39-3) ساختارمحدودکنندهجریانخطایابررساناینوعراکتورDCدرحالتسهفاز 56

شکل (40-3) ساختارمحدودکنندهجریاناتصالکوتاهبدوناستفادهازابررسانابامدارجبرانکننده 57

شکل (3-41) نحوهاتصالمقاومتکروباربهژنراتورالقاییدوسوتغذیه. 58

شکل (3-42) منحنیگشتاور- سرعتژنراتوربهازایمقاومتهایکروبارمختلف.. 59

شکل(3-43) مقایسهمنحنیگشتاور- سرعتژنراتورالقاییمعمولیوژنراتورالقاییدوسوتغذیه. 60

شکل (4-1) ساختارDFIG.. 64

شکل (4-2) نحوهاتصالمبدلسمتروتوروشبکهبهژنراتور 65

شکل (4-3) مدارمعادلDFIG.. 67

شکل (4-4) ساختاراصلیکنترلRSC. 70

شکل (4-5) ساختاراصلیکنترلGSC. 71

شکل (4-6) حلقهکنترلجریانمبدلسمتشبکه. 72

شکل (4-7) حلقهکنترلولتاژاتصالdc. 73

شکل (4-8) طراحیحلقهکنترلجریانبرایثابتنگهداشتنفرکانسسوییچینگ.. 74

شکل (4-9) حلقهکنترلجریانمبدلسمتروتوربادرنظرگرفتندینامیکPWM… 74

شکل (4-10) حلقهکنترلسرعتDFIG.. 75

شکل (4-11) بلاکدیاگرامکنترلبرداری.. 76

شکل (4-12) بلاکدیاگرامروشکنترلتوانمستقیم. 79

شکل (4-13) ولتاژشبکه. 80

شکل (4-14) ولتاژپایانهژنراتور 80

شکل(4-15) ولتاژوجریانژنراتوردرزماناتصالبهشبکه. 81

شکل (4-16) ولتاژوجریانژنراتورالقاییازدوسوتغذیه. 81

شکل(4-17) ولتاژوجریانژنراتوردرزماناتصالبهشبکه. 82

شکل (4-18) ولتاژوجریانژنراتورالقاییازدوسوتغذیه. 82

شکل (4-19) ولتاژوجریانژنراتوردرحالتدائم. 83

شکل (4-20) هستهیکنترلکنندهیتکسیکلی.. 83

شکل (4-21) مدارکنترلیتکسیکلیدرمحیطشبیهسازی.. 84

شکل (4-22) مدارکنترلیتکسیکلیدرمبدلسمتژنراتور]46[ 85

شکل (4-23) مدارکنترلیتکسیکلیدرمبدلسمتشبکه. 86

شکل(4-24) شماتیکتکفازیکمزرعهیبادی.. 86

شکل (4-25) مقایسهیولتاژباسژنراتوربا و سهحالتمختلف.. 88

شکل (4-26) مشخصهتوانخروجیبادبهسرعتژنراتور 90

شکل (4-27) سرعتروتورکنترلشدهباروشتکسیکلی.. 90

شکل(4-28) تواناکتیوخروجیازتوربینبادی.. 91

شکل(4-29) عملکردکنترلکنندهدرحینافزایشبار 92

شكل (4-30) عملكردكنترلكنندههنگامافزايشبارغيرخطي.. 92

شکل(4-31) ضریباعوجاجهارمونیکیولتاژتحتبارغیرخطی.. 93

شکل (4-32) عملکردکنترلکنندههنگامخطایسهفاز 94

شکل(5-1) تغییرضریبتواندرزمانبیشترینتغییردرسرعتباد. 98

شکل(5-2) انرژیخروجیتوربینبادیتحتسرعتبادنوسانی.. 99

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo