ترجمه مدل دینامیک و کنترل مولد توربین بادی با ذخیره انرژی

توضیحات

 عنوان فارسی: مدل دینامیک و کنترل مولد توربین بادی با ذخیره انرژی

عنوان انگلیسی مقاله:

Dynamic model and control of a wind-turbine generator with energy storage

چکیده

این مطالعه یک سیستم تبدیل باد با ذخیره انرژی مجتمع و توان خروجی قابل دیسپاچ را نشان می‌دهد. ذخیره‌ی انرژی به‌عنوان یک منبع کمکی برای کاهش نوسانات توان بادی و پیروی از تغییرات تقاضای بار عمل می‌کند. یک استراتژی کنترلی توسعه‌یافته است که جریان توان را در میان ژنراتورهای توربین بادی، ذخیره‌ی انرژی و شبکه  مدیریت می‌کند. یک کنترلر به‌صورت سیستماتیک برای سیستم تبدیل باد بر پایه‌ی مدل دینامیکی توسعه‌یافته طراحی شده است. عملکرد سیستم در مدهای مختلف عملیاتی بر پایه‌ی شبیه‌سازی حوزه‌ی زمان دیجیتال در محیط نرم‌افزار سیمولینک قدرت  ارزیابی شده است.

مقدمه

جامعه جهانی نگران توسعه‌ی پایدار انرژی بوده و مسائل زیست‌محیطی مربوط به فرآیندهای سنتی قدرت انگیزه‌های زیادی را برای استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر فراهم آورده است. اگرچه منابع انرژی تجدید پذیر منافع زیست‌محیطی و در برخی موارد اقتصادی را ارائه می‌دهند، اما استفاده از آن‌ها در سیستم‌های قدرت الکتریکی با بسیاری از چالش‌های فنی مواجه شده است. چالش‌های اصلی فنی عبارت‌اند از کیفیت توان، قابلیت اطمینان و حفاظت.باد به‌عنوان یک نوع از انرژی تجدید پذیر، برای تولید برق به دلیل رقابت هزینه آن در مقایسه با انواع دیگر انرژی، که برای تولید برق مرسوم می‌باشند [1-5]، قابل‌توجه است. باد یک منبع آزاد و فراوان از انرژی است، بنابراین ازنظر هزینه و امنیت انرژی جذاب است. بااین‌حال، باد دارای طبیعت متناوب بوده و انرژی آن دارای طیف وسیعی از تغییرات است. این باعث چالش‌های فنی قابل‌توجهی برای یک سیستم تبدیل انرژی بادی، به‌خصوص در مقایسه با منابع انرژی معمول با توان خروجی قابل‌کنترل، می‌شود.یکی از مشکلات فنی عمده سیستم‌های تبدیل باد نوسانات توان خروجی است. نوسانات برق می‌تواند انحراف فرکانس به وجود آورد که به‌خصوص در شبکه‌های قدرت بانفوذ بالای سیستم‌های انرژی باد، ممکن است به ناپایداری سیستم منجر شود. علاوه بر این، ازآنجاکه قدرت خروجی سیستم‌های تبدیل باد متفاوت بازمان است، معمولاً به‌عنوان بارهای منفی و برخلاف سیستم‌های معمولی، منابعی دیسپاچ نشدنی در نظر گرفته می‌شوند. درنتیجه، یک سیستم تبدیل باد منبع کنترل‌پذیری از انرژی نیست که در آن قدرت خروجی را بتوان بر اساس تقاضای بار تنظیم نمود. علاوه بر این، یک سیستم تبدیل باد نمی‌تواند در استراتژی دیسپاچ اقتصادی، که به‌طور مرسوم در سیستم‌های قدرت مقیاس بزرگ انجام شده است، شرکت داشته باشد. روش‌های مختلفی در متون برای پرداختن به مسئله‌ی تغییر توان  در سیستم‌های تبدیل باد ارائه شده است [1-7]. از روش‌های ظاهر می‌شوند بر روی استفاده از یک دستگاه ذخیره‌سازی انرژی و یا منبع کمکی است. روش‌ها معمولاً بر پایه‌ی استفاده از یک دستگاه ذخیره‌سازی انرژی و یا منبع کمکی است. ابی و جوس [1] استفاده از ابر خازن‌ها را به‌عنوان یک وسیله ذخیره انرژی برای سیستم‌های تبدیل باد موردمطالعه قرار داده‌اند. ابرسلف نیز می‌تواند به‌عنوان یک دستگاه ذخیره‌سازی انرژی استفاده شود، بااین‌حال، پرهزینه‌تر از ابرخازن [2] خواهد بود. چرخ طیار شده است به‌عنوان یک منبع کمکی انرژی برای سیستم‌های تبدیل باد [3] ارائه شده است زیرا به‌صورت تجاری در دسترس بوده و در حال حاضر مورد استفاده برای حمایت فرکانس شبکه است. تمام فن‌آوری‌های ذکر شده در بالا می‌توانند به‌عنوان یک منبع انرژی کمکی برای مدت‌زمان کوتاه، به‌طورمعمول کمتر از 6 ثانیه، عمل کنند.

استفاده از باتری به‌عنوان یک دستگاه ذخیره‌سازی انرژی عملی‌تر از فن‌آوری‌های دیگر به نظر می‌رسد [4]. باتری‌ها معمولاً دارای قیمتی مناسب بوده و می‌توانند انرژی را برای مدت‌زمان طولانی را فراهم کنند. بااین‌حال، کاربرد آن‌ها نگرانی‌های زیست‌محیطی به وجود آورده‌اند [4]. جایگزین دیگر به کار بردن روتور ژنراتور به‌عنوان یک دستگاه ذخیره‌سازی انرژی است [5،6]. هنگامی‌که نیروی باد بیش از تقاضای قدرت بار است، انرژی اضافی در اینرسی روتور ذخیره می‌شود که هنگام افت نیروی باد از میزان تقاضا بهبود می‌یابد. با این روش، اشکالاتی وجود دارند که توربین بادی نمی‌تواند با حداکثر استخراج برق کار کند و نوسانات برق بادی می‌تواند تنها برای یک دوره زمانی کوتاه در حدود 2 ثانیه صاف و صیقلی شود.

توجه:

• برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.