عنوان پایان‌نامه
طراحی سیستم کنترل تطبیقی مقاوم به منظور کنترل سرعت و دفع اغتشاش در توربین های بادی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1851;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47864;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1851
- تاریخ دفاع
- ۰۳ اسفند ۱۳۸۹
- دانشجو
- وحید رضائی
- استاد راهنما
- فرزاد رجایی سلماسی
- چکیده
- درحال حاضر، انرژی باد دارای بیشترین نرخ رشد? کاربرد برای تولید الکتریسیته در بین منابع تجدیدپذیر می باشد. در این راستا، برای جلوگیری از ناپایداری و بهبود کارائیِ این سیستم در پاسخگوئی به نیازهای شبکه، باید آنرا بخوبی تحت? کنترل نگه داشت. توج?ه به این نکته حائز اهمیت است که توان موجود در باد متناسب با مکعب سرعت آن افزایش می یابد درحالیکه محدودیت های توربین بادی ایجاب می کند تا در سرع تهای بالای باد توانِ جذب شده در مقدار نامی محدود گردد. همچنین، درکنار این واقعیت که توربین بادی باید در شرایط باد آشفته و غیرقابل پیش بینی کار کند مدلسازیِ توربین نیز بعلّت? رفتار غیرخطی و متغیر با زمان آن دشوار است. بنابراین و بعلت سادگی طراحی کنترلرهای خطی در مقایسه با نمونه های غیرخطی، تحقیق پیرامون کنترلرهای پیشرفت هی خطیِ قابل پیاد هسازی بر توربین ها بادی برای درنظرگرفتنِ توامِ چنین مشکلاتی ارزشمند می باشد. در این پایا ننامه به طراحی کنترلر مدل مرجع تطبیقی مقاوم برای تنظیم سرعت ژنراتور و درنتیجه تنظیم توان الکتریکی توربین بادی در مقدار نامی پرداخته م یشود. در این کنترلر با افزودنِ یک عبارت? پیشخور به روش مرسوم کنترلر پسخور تطبیقی و بروزرسانی پارامترها با روش ناحیه ی مرده ی بهبودیافته، ضمنِ حفظ? خواصِ کنترلر پسخور تطبیقی مقاوم مدل مرجع، بهبود در پاس خهای گذرا و ماندگار نیز تضمین می شود. برای مدلسازی و ارزیابیِ کنترلرها بر یک توربین بادی تحقیقاتی FAST در این پایا ننامه از شبیه ساز که متعلّق به آزمایشگاه ملِّی انرژی های تجدیدپذیرِ آمریکا م یباشد، استفاده شده است و CART بنام نتایج شبیه سازی با کنترلرهای مدل مرجع تطبیقی نرمالیز هشده، مدل مرجع تطبیقی مقاوم با الگوریتم ناحیه ی مرده ی متعارف، ردیاب اغتشاش و کنترلر تناسبی- انتگرالگیر- مشتقگیر با زمانبندیِ بهره مقایسه شد که نشاندهنده ی برتریِ روشِ پیشنهادی بر رو شهای قبل می باشد
- Abstract
- Abstract: Wind energy is currently the main renewable source of electricity in the world. In order to prevent instability and improve the performance of this power generation system, the generated power from this source should be controlled to track the power network demand, despite the turbulence in wind. It should be emphasized that since the power output of a wind turbine is proportional to the cube of wind speed, the generated power is very vulnerable to wind inflow’s behavior. In addition to the fact that wind turbines should operate in turbulent and unpredictable wind conditions, accurate modeling of wind turbines is an extremely challenging problem due to the complex nonlinear and time variant behavior of these machines. Hence, due to its simplicity in comparison with nonlinear controllers, it is worthwhile to investigate more advanced linear controllers for handling such problems in control of wind turbines. In this thesis, the focus is on design of a robust model-reference adaptive controller for generator speed and consequently electrical power regulation of wind turbines. The proposed controller mitigates the modeling uncertainties and wind turbulence so that achieves to very good dynamic response. The controller’s parameters are adjusted based on improved dead zone modification rule which guarantees the closed loop stability and zero tracking error, despite the modeling error and wind inflow. Moreover, an adaptive feed-forward term is augmented to control signal to improve the performance of overall system. Finally, this controller is implemented and linked with FAST simulator specified to model a utility-scale wind turbine named CART belongs to National Renewable Energy Laboratory of USA, while compared with normalized MRAC, dead zone robust MRAC, gain scheduling PID, and disturbance accommodation controllers. The results show the improved performance of turbine’s behavior by the use of new robust MRAC.
