توضیحات
ABSTRACT
This paper presents a control approach for the Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) ased Wind Energy Conversion Systems (WECS) under a wide range of wind speeds. Generally, most of the wind turbines are turned-off and disconnected from the power grid, in case wind velocity is gone over 25 m/s. It may cause wind power supply shortage from wind farms. This research introduces a pitch angle controller as well as a rotational speed control system so that the PMSG based WECS can generate power if the wind speeds are above 25 m/s. The proposed method reduces the mechanical stress of the wind turbine by preferential reducing of the rotational speed rather than the mechanical torque during strong wind condition. As a result, the chance of turning-off the is reduced compared to the conventional control system because the PMSG based WECS can temporarily tolerate the wind speed up to 35 m/s. A 2 MW WECS with the electrical and mechanical characteristics is modeled in the MATLAB/SimPowerSystems® to verify the proposed research.
INTRODUCTION
Consumption of fossil fuels for generating electric power causes environmental pollutions and possible global warming (Cader, Bertheau, Blechinger, Huyskens, & Breyer, 2016). Alternatively, electric power generation by the nuclear power plants is risky due to the unreliable behavior of the plant and the possible challenges of nuclear waste dumping. Therefore, electric power generation using renewable energies are gaining huge momentum around the world (Kobayakawa & Kandpal, 2016; Oliver, Lew, Redlinger, & Prijyanonda, 2001). Common sources of renewable energies are wind power (Cooney, yrne, Lyons, & O’Rourke, 2017), solar energy (dos Santos, Canha, & Bernardon, 2018), hydropower (Domenech, Ferrer-Martí, Lillo, Pastor, & Chiroque, 2014), bio-fuel (Shamsul, Kamarudin, & Rahman, 2017) and so on. Among them, WECS has the largest market share and is expected to maintain rapid growth in the coming years (Huang, Li, & Jin, 2015). Usually, WECS uses two types of wind turbines: Variable-Speed Wind Turbine (VSWT) (Chen & Song, 2016) and Fixed Speed Wind Turbine (FSWT) (Rodríguez-Amenedo,Arnaltes, & Rodríguez, 2008).
چکیده
در این مقاله یک روش کنترل برای ژنراتور همزمان همگن مگنت دائمی (PMSG) از سیستم های تبدیل انرژی باد (WECS) در طیف گسترده ای از سرعت باد ارائه شده است. به طور کلی، بسیاری از توربین های باد خاموش می شوند و از شبکه برق قطع می شوند، در صورت سرعت باد بیش از 25 متر بر ثانیه است. این ممکن است کمبود منبع باد را از مزارع باد ایجاد کند. این تحقیق یک کنترل کننده زاویه زمین و همچنین یک سیستم کنترل سرعت چرخان را معرفی می کند به طوری که WECS مبتنی بر PMSG می تواند قدرت را در صورت سرعت باد بالاتر از 25 m / s تولید کند. روش پیشنهادی باعث کاهش فشار مکانیکی توربین با کاهش ترجیحی سرعت چرخش به جای گشتاور مکانیکی در شرایط باد قوی می شود. در نتیجه، احتمال کاهش خاموش شدن نسبت به سیستم کنترلی معمول کاهش می یابد، زیرا WECS مبتنی بر PMSG می تواند به طور موقت سرعت باد تا 35 متر بر ثانیه را تحمل کند. WECS 2 مگاوات با ویژگی های الکتریکی و مکانیکی در MATLAB / SimPowerSystems® برای بررسی تحقیقات پیشنهادی مدل سازی شده است.
مقدمه
مصرف سوخت های فسیلی برای تولید برق باعث آلودگی های محیط زیست و گرم شدن زمین می شود (Cader، Bertheau، Blechinger، Huyskens، Breyer، 2016). به همین ترتیب، تولید برق توسط نیروگاههای هسته ای به دلیل رفتار غیر قابل اعتماد این گیاه و چالش های احتمالی تخریب زباله های هسته ای خطرناک است. بنابراین، تولید برق با استفاده از انرژی های تجدید پذیر در سراسر جهان به دست آورد (Kobayakawa & Kandpal، 2016؛ اولیور، لو، Redlinger، و Prijyanonda، 2001). منابع مشترک انرژی های تجدید پذیر انرژی باد (Cooney، yrne، Lyons، O’Rourke، 2017)، انرژی خورشیدی (دس سانتوس، کانا و برناردون، 2018)، انرژی آبی (Domenech، Ferrer-Martí، Lillo، Pastor & Chiroque، 2014)، سوخت زیستی (شمسال، کامارودین، و رحمان، 2017) و غیره. در میان آنها، WECS دارای بیشترین سهم بازار است و انتظار می رود که رشد سریع در سال های آینده (Huang، Li، & Jin، 2015). معمولا WECS از دو نوع توربین بادی استفاده می کند: توربین بادی سرعت متغیر (VSWT) (چن و آهنگ، 2016) و توربین سرعت باد ثابت (FSWT) (رودریگز-آمنهو، آرنتالت و رودریگز، 2008).
Year: 2017
Publisher : ELSEVIER
By : Hidehito Matayoshi , Abdul Motin Howlader , Manoj Datta , Tomonobu Senjyu
File Information: English Language/ 8 Page / size: 1.60 MB
سال : 1395
ناشر : ELSEVIER
کاری از : هیدئوو یوششی، آه آره، ر، جین ج، Shinobu Senju بود
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 8 صفحه / حجم : MB 1.60
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.