عنوان پایان‌نامه
بهبود عملکرد ژنراتور القایی تغذیه دوگانه توربین بادی در شرایط گذر از خطا
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2095;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81179
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمدعلی پیمانی
- استاد راهنما
- شاهرخ فرهنگی
- چکیده
- این پایان‌نامه به مباحث مربوط به راه اندازی و کنترل ژنراتور القایی تغذیه دوگانه پرداخته و روشی جهت بهبود عملکرد گذر از خطا ارائه می‌دهد. مدل مکانیکی توربین به همراه مدل الکتریکی شامل مبدل سمت روتور، مبدل سمت شبکه، لینک خازنی، ترمز دینامیکی و کروبار در نرم افزار Matlab/Simulink پیاده سازی شده و دو روش کنترل برداری و کنترل مستقیم توان شبیه‌سازی شده و عملکرد آن‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد. پس از بررسی اصول راه‌اندازی، روابط مربوط به راه اندازی نرم استخراج و در ادامه روشی برای راه اندازی نرم ژنراتور ارائه شده است. پیاده‌سازی نرم افزاری این روش بر روی کنترل برداری و کنترل مستقیم توان، نشان دهنده راه اندازی مطلوب بدون وقوع نوسانات شار و یا اضافه جریان در سیم‌پیچی‌های استاتور یا روتور می‌باشد. وقوع خطا در شبکه و ایجاد افتادگی ولتاژ در پایانه‌های ژنراتور باعث ایجاد حالت گذرا در شار استاتور و اضافه جریان در سیم‌پیچی‌های استاتور و روتور می‌شود. پس از بررسی روابط ژنراتور و مشکلات ایجاد شده در زمان وقوع خطا، روش‌های پیشنهادی جهت بهبود رفتار ژنراتور مورد مطالعه قرار می‌گیرد. برای کارکرد صحیح حلقه‌های کنترلی در زمان وقوع خطا، تعیین اندازه شار استاتور و امتدادیابی دقیق آن ضروری می‌باشد. بنابراین ابتدا با استفاده از امتداد یابی شارمجازی شبکه، راه حلی برای حفظ امتدادیابی در لحظات اولیه بعد از خطا ارائه شده و در ادامه بر همین اساس روش جدیدی برای درنظر گرفتن مولفه‌های شار چرخان پیشنهاد می‌شود. در روش جدید دیگر نیازی به انتگرال‌گیری از ولتاژ استاتور برای محاسبه شار استاتور نبوده و مولفه‌های چرخان و ثابت شار استاتور، با جایگذاری ولتاژ پایانه ژنراتور در لحظات قبل و بعد از خطا در روابط بدست آمده، محاسبه می‌شوند. در پایان با مقایسه روش پیشنهادی با روش کنترل سنتی، افزایش ناحیه بدون نیاز به کروبار در سرعت‌های مختلف ژنراتور بین 68 تا97 درصد به دست آمده است.
- Abstract
- This thesis deals with startup and control of Doubly Fed Induction Generator and presents a solution for improving the fault ride through behavior. The mechanical model of turbine and electrical models including rotor side and grid side converter, DC link capacitor, dynamic breaking system and crowbar are implemented in Matlab/Simulink. Vector control and direct power control systems are simulated and their performances are compared. Generator startup and its grid interconnection are studied. After derivation of required formulas, soft start method is simulated. The simulation results show the effectiveness of soft start method without causing over currents or flux oscillations. Voltage dip on generator’s terminals results in stator flux oscillations which can cause over currents in stator and rotor circuits. Presented solutions for improving fault ride through operation are discussed. Accurate stator flux estimation is mandatory for proper operation of control loops after the fault. To maintain the flux orientation after the fault, the grid virtual flux orientation is used and later a new method for calculation of feed-forward components of rotor voltage converter is presented. In the proposed method, the stationary and rotating components of stator flux are calculated by substituting the pre-fault post-fault stator voltages in the derived formulas. At last, by comparison of the conventional and proposed methods, fault ride through operation area without crowbar interference is reported to be improved between 68% to 97% for different turbine speeds.
