1- چکیده

استراتژی در ابتدا کنترل کانورتر سمت رتور( RSC)برای بدست آوردن ماکزیمم توان تحت نوسان باد می باشد . سپس با توجه به توان نامی RSC کیفیت توان با جبران توان راکتیو وهارمونیک های جریان شبکه که به بارهای غیر خطی وابسته هستند بهبود می یابد

هدف اصلی استراتژی کنترلی پیشنهاد شده عملکرد RSC در ظرفیت کامل و بدون اضافه بار به منظور جبران توان راکتیو و قابلیت فیلترینگ اکتیو می باشد

دیگر کانورتر سمت شبکه ( GSC) به شکلی کنترل می شود که یک ولتاژ DC صاف و جریان سینوسی در سمت شبکه تضمین شود .

2- توصیف و مدل سازی سیستم تبدیل انرژی باد

گزارش کار

فصل اول: مروری بر توربین های بادی

1- مقدمه..................................................3

2- انواع توربین های بادی...........................8

3- خصوصیات استاتیکی.............................8

4- اجزای نیروگاه بادی...............................10

5- انواع مختلف توربین های سرعت متغیر.............11

فصل دوم : کنترل سیستم تبدیل انرژی باد مجهز به DFIG برای اصلاح ضریب توان با حفظ ماکزیمم توان اکتیو تولیدی

1- مقدمه ............................................19

2- توصیف و مدل سازی سیستم تبدیل انرژی باد...............19

3- نتایج شبیه سازی................................31

4.نتیجه گیری..........................................34

مراجع.....................................................30

فصل اول: مروری بر توربین های بادی

1- مقدمه

تاریخ استفاده از انرژی باد به دوران باستان بر می گردد، هنگامی که ازآن برای حرکت کشتی های بادی در دریا استفاده می شده است. کاربرد بیشتر انرژی باد از ایران سرچشمه گرفته است، که از آن برای آسیاب گندم استفاده می شده است. بعد از فتح ایران توسط اعراب، این تکنولوژی به مناطق در اختیار اعراب و چین منتقل شد. در اروپا، توربین های بادی در قرن یازدهم میلادی ساخته شد و بعد از دو قرن به یک وسیله بسیار مهم تبدیل شد. اولین ت وربین بادی برای تولید انرژی الکتریکی توسط چارلز براش[1] که تحقیقات آن بر عهده لاکور دردانمارک بود در کلیولند[2] اوهایو[3] آمریکا ساخته شد. این توربین دارای 144 پره بود تا استحکام بیشتری پیدا کند، با سرعت کمی می چرخید و دارای گیر بکس بود. قطر این توربین3/18 متر و ارتفاع مرکز توربین از سطح زمین 8/16 متر و کل وزن آن 40 تن توان آن 12 کیلو وات بود و نوع ژنراتور آن dc بود که از سال 1888 تا 1900 انرژی الکتریکی عمارت چارلز براش را تامین می کرد. با وجود این که باد رایگان بود، اما به خاطر هزینه بالای سرمایه گذاری و نگهداری آن، در سال 1900 کار آن متوقف شد و انرژی الکتریکی مورد نیاز عمارت بزرگ براش از شبکه کلیولند تامین شد. در سال 1939 ، ساخت ژنراتور های بادی بزرگ در ورمونت[4] آمریکا آغاز شد . توان نامی این ژنراتورها 3/1 مگا وات در سرعت بادm/s 15بود و قطر توربین به 53 متر می رسید . در سال 1941 تغذیه مستقیم شبکه قدرت به صورت سنکرون انجام گرفت اما به خاطر نقص در طراحی پره ها در سال 1945 کار آن متوقف شد. بعد از جنگ جهانی دوم، به خاطر ارزان شدن قیمت نفت، تحقیقات زیادی روی انرژی های جایگزین که انرژی باد نیز شامل آن بود، صورت نگرفت. تا اینکه در سال 1973 به خاطر بحران نفتی، علاقه زیادی در استفاده از انرژی های جایگزین به خصوص انرژی باد ایجاد شد و بودجه های سرمایه گذاری های زیادی را به خود اختصاص داد که منجر به تاسیس مزارع بادی[5] شد . ماشین های اولیه به کار رفته در این مزارع، از لحاظ عملکرد مایوس کننده بود و قیمت نگهداری از آن ها هم بالا بود. به طور مثال در اوایل دهه 80 میلادی، هزینه هر kw/h1 انرژی الکتریکی بادی 25 سنت بود. ولی امروزه هزینه هر kw/h1 انرژی الکتریکی بادی به کمتر از 5 سنت رسیده است. [1]

عواملی که باعث شده تا امروزه تولید برق از انرژی باد از لحاظ اقتصادی قابل رقابت باشد موارد زیر است[2]

1- مشوقها و کمک های ایالتی

2- رشد صنایع بادی که بازده آیرودینامیکی توربین های خودرا بهبود داده اند.

3- پیشرفت ادوات الکترونیک قدرت و روشهای کنترل جدید برای توربین های سرعت متغیر که اجازه می دهند عملکرد توربین بادی بهینه باشد.

در کنار مسایل اقتصادی، نیروگاه های بادی از نظر زیست محیطی نیز قابل رقابت با انواع نیروگاه های رایج هستند که از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- نیروگاه های بادی گاز co2 و یا گازهای سمی دیگری تولید نمی کنند.

2- عملکرد نیرو گاه های بادی هیچ گونه پس ماند و فاضلابی مانند نیروگاه های اتمی ایجاد نمی کند.

3- در مکان هایی که مزارع بادی قرار دارند می توان به طور هم زمان از آن مکان ها استفاده های دیگری مانند کشاورزی کرد.

یکی از مزایای مهم اقتصادی انرژی باد این است که در آن هزینه سوخت وجود ندارد و از طرفی باعث صرفه جویی در ذخایر نفتی می شود. این مزیت چنان قابل توجه است که می تواند به سادگی افزایش سهم انرژی باد در تأمین انرژی الکتریکی در بیشتر کشور های دنیا را توجیه کند. تقریبا75 درصد از کل هزینه مربوط به افزایش قیمت انرژی باد مربوط به افزایش قیمت در توربین، سازه و پی سازی و تجهیزات الکتریکی است در حالی که 40 تا 70 درصد از هزینه نیرو گاه هایی که با سوخت فسیلی کار می کنند مربوط به سوخت و بهره برداری و تعمیرات است. [3]

تکنولوژی سیستم تبدیل انرژی بادی دردو دهه اخیر تغییرات زیادی پیداکرده است. توسعه و رشد انرژی بادی بر اساس سه هدف اصلی زیر آغاز شد:[4]

1- به دست آوردن انرژی ارزان قیمت با بازده بالا و قابلیت اطمینان بالا

2- به دست اّوردن کیفیت توان بهتر واتصال به شبکه بهتر

3- مقبولیت عمومی(کاهش سروصدا و اثرات زیست محیطی)

اجزای اصلی سیستم توربین بادی شامل: روتور توربین، گیربکس، ژنراتور، ترانسفورمر و در صورت امکان مبدل الکترونیک قدرت می باشد که در شکل (1) نشان داده شده است.

شکل(1) اجزای اصلی سیستم توربین بادی

[1] Charles Brush

[2] Cleveland

[3] Ohio

[4] Vermont

[5] Wind Farm