چکیده

باد به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر برای تولید انرژی الکتریکی به شکل قابل ملاحظهای مورد توجـه قـرار گرفتـه است، به این خاطر که هزینه های آن در مقایسه با سایر انرژیهایی که به طور معمول برای تولید قدرت مـورد اسـتفاده قـرار میگیرند مناسب است. امروزه با گسترش توجه و استفاده از انرژی باد در سیسـتمهـای قـدرت، سـاختارهای مختلفـی بـرای استفاده از این انرژی تجدیدپذیر و پاک، ایجاد و توسعه داده شده است. یکی از مشکلات عمده سیستم های تبدیل انرژی باد، قدرت خروجی نوسانی آن می باشد. نوسان توان می تواند دلیلی بر انحراف فرکانس باشد که بی ثباتی سیستمهای قدرت را در بر دارد. در نتیجه انرژی باد منبع انرژی قابل کنترلی نیست که در آن بتوان توان خروجی را بر اساس تقاضای بار تنظیم کرد. یکی از ساختارهایی که اخیراً در کانون توجهات بوده و عملکرد مناسبی دارد، استفاده از ژنراتور مغناطیس دائم متصل به مبدل پشت به پشت قدرت۱ و با حضور خازن لینک DC و ذخیرهساز انرژی میباشد. برای اینکه ژنراتور توربین بادی به طـور مـوثر کار کند ماکزیمم توان قابل دسترس باید از باد استخراج شود. ماکزیمم توانی که میتوان از باد گرفت بستگی به سرعت باد و ویژگی های توربین بادی دارد. سرعت ژنراتور سرعت باد را دنبال می کند تا ماکزیمم توان استخراج شود. مبدل سمت ژنراتـور سرعت ژنراتور را کنترل میکند و مبدل سمت شبکه توان اکتیو و راکتیو تحویل داده شده به شبکه را تنظیم میکنـد. ذخیـره ساز انرژی تفاوت بین توان تقاضا شده و توان قابل دسترس ژنراتور را فراهم میکند. در این پروژه این سیستم مـورد بررسـی قرار میگیرد و تمامی اجزای سیستم مدلسازی دینامیکی میشود. عملکرد مدلهای دینامیکی با مدلهای اصلی مقایسه می-شود و چگونگی کنترل توان توسط ذخیره ساز مورد بررسی قرار میگیرد. استراتژی کنترل بر این اساس طراحـی شـده اسـت

که توان را بین ژنراتور توربین بادی ، ذخیره ساز انرژی و شبکه اداره میکند. همچنین ولتاژ لینک DC و بار را ثابت نگه می-دارد.

کلمات کلیدی: سیستم تبدیل انرژی بادی، ژنراتور توربین بادی، ذخیره ساز انرژی، خازن لینک .DC

۱

اولین همایش سـراسـری محیط زیست، انـرژی و پدافند زیستی

The 1st National Conference on Environment, Energy and Biodefense

مقدمه
پیشگفتار

نگرانیهای جهانی دربارهی انرژی پایدار و مشکلات محیطی نیروگاه های برق سنتی انگیزه ها را بـرای اسـتفاده بیشـر از انرژیهای تجدید پذیر فراهم کرد. اگرچه منابع انرژی هـای تجدیـد پـذیر حاصـل از طبیعـت اسـت و در مـواردی صـرفه ی اقتصادی دارند اما استفاده آنها در سیستمهای برقی با چالش های فنی زیادی مواجه شده است. چالشهای فنی اصلی شـامل کیفیت توان ، قابلیت اطمینان ، نگهداری و حفاظت است.

باد به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر برای تولید انرژی الکتریکی به شکل قابل ملاحظه ای مورد توجه قـرار گرفـت، بـه این خاطر که هزینههای آن در مقایسه با سایر انرژیهایی که به طور معمول برای تولید قدرت مورد استفاده قـرار مـیگیرنـد مناسب است. باد ارزان و از منابع فراوان انرژی است از این رو یک انرژی مطمئن و مقرون به صرفه به حساب مـی آیـد. امـا انرژی باد در طبیعت تغییرات زیادی دارد و انرژی حاصل از آن شامل محدوده بزرگی از تغییرات می باشد. یکـی از مشـکلات عمده سیستمهای تبدیل انرژی باد قدرت خروجی نوسانی آن می باشد. نوسان توان میتواند دلیلی بر انحراف فرکـانس باشـد که بی ثباتی سیستمهای قدرت را در بر دارد. در نتیجه انرژی باد منبع انـرژی قابـل کنترلـی نیسـت کـه در آن بتـوان تـوان خروجی را بر اساس تقاضای بار تنظیم کرد. به بیان دیگر سیستم تبدیل انرژی باد در پخش بار اقتصادی۱ نمیتوانـد نقشـی داشته باشد.