عنوان پایان‌نامه
کاهش نوسانات توان و بهبود کیفیت توان خروجی توربین بادی سرعت متغیر ژنراتور مغناطیس دائم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2871;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72482
- تاریخ دفاع
- ۲۵ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- محمد عیدی
- استاد راهنما
- بهزاد آسایی
- چکیده
- افزایش ظرفیت منابع انرژی تجدیدپذیر باعث تأثیر بر روی پایداری شبکه می شود. ازاین‌رو شبکه برای این منابع الزاماتی در نظر می گیرد. یکی از این الزامات این است که این منابع باید توان یکنواختی تولید کنند. در این راستا می توان از سیستم ذخیره ی انرژی ترکیبی استفاده کرد. در روش متداول به‌وسیله‌ی یک فیلتر پایین گذر تقسیم توان بین باتری و خازن صورت می پذیرد. این در حالی است که این تقسیم به‌خوبی از ویژگی هر یک از این منابع استفاده نمی کند. درصورتی‌که اگر از هر یک از این منابع ذخیره‌ی انرژی درست استفاده نشود، خیلی زود عمر این منابع به پایان می رسد. برای مثال عواملی مثل مقادیر شارژ و دشارژ، دما و پیک جریان عبوری از باتری بر روی طول عمر باتری تأثیرگذارند. در این پایان نامه از سه روش برای بهتر کردن تقسیم توان بین باتری و خازن استفاده شده است. این روش ها به‌گونه‌ای طراحی شده اند که از باتری استفاده ی کمتری کنند. با این کار هم باتری به میزان کمتری شارژ و دشارژ می شود و هم تلفات که نتیجه ی آن دما است کاهش می یابد. علاوه بر این پیک جریان عبوری که بیانگر توان بالا است به خازن منتقل می گردد. در روش اول با توجه به وضعیت شارژ خازن، تقسیم توان بین باتری و خازن صورت می گیرد. اگر خازن توانایی جبران نوسانات توان با فرکانس کمتر از فرکانس قطع را داشته باشد، این نوسانات از طریق خازن تأمین می شود. در این حالت با توجه به‌سرعت باد داده شده مقادیر شارژ و دشارژ به میزان قابل توجهی کاهش‌یافته است. همچنین تمامی مقادیر پیک جریان به ازای تمامی پیک‌ها یا بهبود یافته‌اند یا نسبت به حالت مشابه تغییر نکرده اند. در روش دوم، علاوه بر توجه به اینکه خازن توانایی جبران چه نوساناتی را دارد، به علامت جریان و شیب جریان نیز توجه شده است. این روش شبیه‌سازی‌شده و نشان داده خواهد شد که مقدار شارژ و دشارژ نسبت به حالت متداول بهبود خواهد یافت. در روش سوم با استفاده از توان ورودی ولتاژ خازن یکنواخت می شود. با اعمال این روش زمان هایی که یکی از سیستم ها در حال شارژ و دیگری در حال دشارژ بوده اند کاهش می یابد. نتایج شبیه سازی نشان‌دهنده‌ی این خواهد بود با اعمال این روش و به ازای سرعت باد داده‌شده مقدار شارژ و دشارژ باتری کاهش محسوسی خواهد داشت. واژه‌های کلیدی: توربین بادی با ژنراتور مغناطیس دائم، یکنواخت سازی توان خروجی توربین بادی، سیستم ذخیره ی انرژی ترکیبی، طول عمر باتری
- Abstract
- Increasing the renewable energy sources will improve network’s stability therefore a set of requirements is defined for these kind of energy sources. One of these requirements is that the energy sources must produce a steady power output. Hybrid energy storage systems can be used to do so. In the typical method, a low-pass filter divides the power between the battery and a capacitor but not in an efficient way. However, any improper utilization of these energy storage systems will result in lifetime reduction of these elements. For instance charging and discharging period, temperature and peak of the current running through the battery can affect the battery lifetime. In this thesis, three methods for optimizing the use of battery and the capacitor have been introduced. In these methods, we tried to minimize the use of the battery. By reducing the charge and discharge period, losses and the temperature of the battery will stay on a lower level. Hence, the peak of the current, which indicates the amount of power, will go through the capacitor. In the first method, power is divided considering the charge sate of the capacitor. If the capacitor could compensate the fluctuations of the power with a frequency lower than the cut-off frequency, these fluctuations would be provided by the capacitor. In this case, considering the speed of wind, charging and discharging of the battery will greatly decrease. Also, the amount of battery’s current for every peak will improve or will be the same. In the second method, in addition to considering what fluctuation the capacitor can compensate, the current gradient hast been taken into account. This method has been verified in simulation and the results show that the battery’s charging and discharging has been improved, comparing to the typical method. In the third method, using the input power, the capacitor’s voltage stays balanced. By means of this method, the time that one of our systems are in the charging mode and the other one is in the discharging mode, decreases. The simulation results show that using this method and considering the speed of wind, we can greatly decrease the battery’s state of charge variation.
