آنالیز سیگنال کوچک ژنراتور سنکرون به همراه توربین بادي مبتنی بر DFIGبا در نظر گرفتن سرعت تصادفی باد و گشتاور میراساز

چکیده

بحران آلودگی در سرتاسر جهان از یکسو و استفاده بیش از پیش سوخت هاي فسیلی و در نتیجه روند رو به اتمام آن از سوي دیگر تمایل به استفاده از  منابع سبز مانند انرژي باد را افزایش داده است. اغلب در ساختار توربین هاي بادي از ژنراتور القایی از دو سو تغذیه (DFIG) استفاده میشود که با افزایش نفوذ این نوع تولیدات در شبکه، بررسی مسائل پایداري، امنیتی، کنترلی و … اهمیت زیادي پیدا میکند و براي آنالیز و تحلیل آنها نیاز به مدل ریاضی   DFIGوجود دارد. در این مقاله آنالیز تواما سیگنال کوچک ژنراتور سنکرون و DFIGبه همراه طراحی کنترل کننده هاي مناسب براي گشتاور الکترومغناطیسی و توان راکتیو استاتور DFIGصورت میگیرد. البته به دلیل تصادفی بودن ذاتی سرعت باد، داده هاي تصادفی از توزیع ویبال مربوط به آن تولید شده و در شبیه سازي نیز اعمال میگردد. نکته دیگر گشتاور میراکننده ژنراتور سنکرون به عنوان معیاري براي ارزیابی پایداري دینامیکی در حضور DFIGاست و براي محاسبه آن نیاز به مدل سیگنال کوچک سیستم میباشد که در این مقاله نیز به آن پرداخته میشود. البته آنالیز سیگنال کوچک علاوه بر محاسبه گشتاور میراساز، سرعت محاسبات در شبکه را نیز به دلیل خطی بودن به طور محسوسی افزایش میدهد. در پایان یک شبکه نمونه در نرمافزار Matlabبا توجه به مدل غیرخطی المانها و معادلات ریاضی، خطی و شبیه سازي شده و نتایج حاصل از آن ارائه میگردد.

مقدمه

میزان نفوذ تولیدات بادي که اغلب مبتنی بر DFIGهستند در سالیان اخیر رشد قالب توجهی داشته است. به همین دلیل آنالیز مسائل گوناگونی در شبکه  از قبیل پایداري دینامکی، گذرا، امنیت و … بیش از پیش بایستی مورد توجه قرار گیرد. براي تحلیل سیستم، نیاز به مدل دقیق المان هاي آن وجود دارد.  یکی از این المان ها، ژنراتور سنکرون و دیگري DFIGاست. مدل ذاتی این دو تجهیز غیرخطی بوده که براي بسیاري از آنالیزها مانند پایداري دینامکی بهتر است مدل سیگنال کوچک سیستم استخراج گردد که از سرعت محاسباتی بالاتري نیز به دلیل خطیبودن آن برخوردار میباشد. مرجع مدل کاهش مرتبه  DFIGرا زمانی که به شین بینهایت متصل است، براي مطالعات پایداري ولتاژ لینک DCارائه مینماید که علی الخصوص براي شبکه متناوب ضعیف مناسب میباشد. این مدل از شارهاي DFIGو مدهاي سریع کنترل جریان چشم پوشی میکند. آنالیزي که در این تحقیق مورد استفاده قرار میگیرد آنالیز مقادیر ویژه است.

ABSTRACT

The global pollution crisis, on the one hand, and the increasing use of fossil fuels, and the resulting process, have, on the other hand, increased the tendency to use green resources, such as wind energy. Often, in the structure of wind turbines, two-stage induction generator (DFIG) is used, which increases the penetration of these types of products in the network, examining the issues of stability, security, control, etc., and needs to be analyzed and analyzed. There is a DFIG math model. In this paper, the simultaneous analysis of the synchronous generator and DFIG synchronous generator with the design of suitable controllers for the electromagnetic torque and the reactive power of the DFIG stator is carried out. Of course, because of the inherent randomness of wind speed, random data is generated from the distribution of the corresponding Vibal and is also applied in simulation. Another aspect of the synchronous generator dampening torque is a measure of the dynamic stability in the presence of DFIG, and to calculate this, a small signal system model is required, which is also discussed in this paper. Of course, the small signal analysis, in addition to calculating the torque, also increases the speed of the computation in the network, because of its linearity. At the end of a sample network in Matlab software, linear and simulated mathematical models and nonlinear models are presented and the results are presented.

INTRODUCTION

The rate of influence of wind farms, which are often based on DFIG, has grown significantly in recent years. For this reason, analyzing various issues in the network, such as dynamic stability, transient security, and so on, should be taken into account more and more. For system analysis, there is a need for a precise model of its elements. One of these elements is the Synchronous Generator and the other DFIG. The intrinsic model of these two nonlinear equipments is that for many analyzes, such as dynamic stability, it is better to extract the small signal system model, which has a higher computational speed due to its linearity. The reference model of the DFIG reduction order mode when connected to the Xin is provided for DC voltage studies, which is particularly suitable for a weak intermittent network. This model ignores the DFIG flux and fast flow control modes. The analysis used in this research is the analysis of special values.

Year: 2017

Publisher : International Conference on Basic Research in Electrical Engineering

By : Amin Alavi Eshkeftkhi, Abdolreza Rabiei, Abbas Kargar, Samad Taghipour Boroujeni

File Information: Persian Language/ 15 Page / size: 468 KB

Download

سال : 1396

ناشر : کنفرانس بین المللی تحقیقات بنیادین در مهندسی برق

کاری از : امین علوي اشکفتکی ، عبدالرضا ربیعی, عباس کارگر , صمد تقیپور بروجنی

اطلاعات فایل : زبان فارسی / 15 صفحه / حجم : KB 468

لینک دانلود