عنوان پایان‌نامه
بهبود تاثیر عدم تقارن ولتاژ استاتور در عملکرد ژنراتور القایی تغذیه دو گانه ی متصل به شبکه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2602;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66462
- تاریخ دفاع
- ۲۳ دی ۱۳۹۳
- دانشجو
- مسعود شاملی شهرضا
- استاد راهنما
- شاهرخ فرهنگی, حسین ایمان عینی
- چکیده
- در این پایان‌نامه روش جدیدی برای کنترل توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی دوسو تغذیه در حالت ولتاژ نامتعادل شبکه ارائه شده است. سیستم کنترل پیشنهاد شده مبتنی بر روش کنترل برداری است و به گونهای طراحی شده است که میتواند از کنترلکنندههای اصلی سیستم که در حالت عادی کاربرد دارند، در شرایط ولتاژ نامتعادل شبکه نیز استفاده کند. رفتار سیستم کنترل و ژنراتور القایی دوسو تغذیه در شرایط ولتاژ نامتعادل نشان داده شده است و از آنجا که کنترل برداری ژنراتور القایی دوسو تغذیه بر اساس معادلات توان مبدل سمت روتور و مبدل سمت شبکه صورت میگیرد، در روش پیشنهاد شده، معادلات توان هر دو مبدل در شرایط ولتاژ نامتعادل استخراج شده و در پیادهسازی سیستم کنترل مورد استفاده قرار گرفته است. توان اکتیو و راکتیو در استاتور و مبدل سمت شبکه در شرایط ولتاژ نامتعادل قابل تفکیک به دو بخش مجزا هستند: حاصلضرب مؤلفههای توالی مثبت و حاصلضرب مؤلفههای توالی منفی. در روش پیشنهاد شده با در نظر گرفتن تقریب و صرفنظر کردن از مؤلفههای توالی منفی مشاهده میشود که معادلات توان، در شرایط ولتاژ نامتعادل، شبیه به معادلات توان در شرایط عملکرد عادی هستند و میتوان از مرجع جریان مبدلها در شرایط عملکرد عادی، برای کنترل مبدلها در شرایط ولتاژ نامتعادل نیز استفاده کرد. با این کار نیاز به تعیین مرجع جدید جریان برای کنترل توان در دو مبدل در شرایط ولتاژ نامتعادل، برطرف میشود و گذار از حالت عادی به شرایط ولتاژ نامتعادل، با سرعت بیشتر و دینامیک بهتری انجام میشود. استفاده از تقریب در معادلات توان موجب عدم انطباق بین مقدار مرجع و مقدار واقعی توان در دو مبدل میشود که در درصد نامتعادلی ولتاژ کم، میتوان از این عدم انطباق صرفنظر کرد. به عنوان مثال در نامتعادلی 10 درصدی ولتاژ، این عدم انطباق کمتر از یک درصد است. از مؤلفههای توالی منفی دو مبدل نیز برای جبران کردن نوسانات گشتاور، توان اکتیو و راکتیو شبکه و ولتاژ لینک خازنی استفاده میشود. شبیهسازی روش پیشنهاد شده با استفاده از نرمافزار سیمولینک متلب بر روی یک سیستم تولید انرژی بادی 2 مگاوات انجام شده است تا صحت عملکرد روش پیشنهاد شده و کنترل مناسب آن در شرایط ولتاژ نامتعادل نشان داده شود.
- Abstract
- In this thesis, a new method is introduced to control DFIG-based wind turbines in unbalanced grid voltage conditions. The proposed control method is based on vector control and is able to use the main controllers of system in unbalanced voltage conditions. Performance of the control system and DFIG in the unbalanced voltage condition is illustrated. The vector control method used in DFIG is based on the power equations of rotor side converter and grid side converter. Hence, in the proposed method, these equations are extracted and utilized in the implementation of the new control system. In unbalanced voltage conditions, the equations of active and reactive power of stator and grid side converter can be decomposed into two parts; product of positive sequence terms and product of negative sequence terms. Ignoring the negative sequence terms, results in equations similar to normal voltage conditions. Consequently, current references used in normal voltage condition can be adopted to control both converters in the unbalanced voltage condition. By using this method, there is no need to calculate the new positive sequence current reference for both converters in the unbalanced voltage condition. Furthermore, transition from normal condition to unbalanced voltage condition would be faster and better dynamics would be achieved. Using approximation in power equations leads to a mismatch between reference and real values of active and reactive power for both converters, however, it can be neglected in low values of voltage imbalance. For example, in 10% of voltage imbalance, power mismatch between reference and real value is less than 1%. Negative sequence components are used to compensate the pulsations of electromagnetic torque, active and reactive power and DC link voltage. Simulation results are presented using MATLAB/Simulink on a 2MW wind energy system to show the validity of the proposed method and appropriate control performance in unbalanced voltage conditions.
