• شماره ركورد
    33038
  • پديد آورنده

    زهرا گوشكي

  • عنوان
    طراحي كنترل كننده تطبيقي گام فردي در توربين بادي در ناحيه سوم كاري با هدف كاهش بار
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق گرايش كنترل
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1404/7/10
  • استاد راهنما
    دكتر سهيل گنجه فر
  • استاد مشاور
    -
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    كارايي و اثربخشي يك توربين بادي وابسته به كنترل باد و استفاده از انرژي آن مي¬باشد. اهداف كنترلي در توربين هاي بادي به ناحيه عملياتي توربين بادي بستگي دارد. نواحي عملياتي توربين بادي بر اساس سرعت باد و عملكرد توربين بادي به چهار ناحيه تقسيم مي¬شود. در ناحيه سوم كه با آن ناحيه بار كامل نيز گفته مي¬شود، هدف اصلي كنترل، محدود كردن توان توليدي به مقدار نامي و كاهش بارهاي مكانيكي وارد بر پره‌ها است. اين امر با تنظيم دقيق زاويه گام هر پره به صورت جداگانه، به منظور كاهش بار خمشي وارد بر آن‌ها، محقق مي‌شود. در اين پژوهش، يك كنترل‌كننده تطبيقي گام فردي مبتني بر تابع لياپانوف جهت كاهش بارها و خستگي وارد بر پره، طراحي شده است. براي ارزيابي عملكرد كنترل‌كننده، شبيه‌سازي‌هاي گسترده‌اي بر روي يك مدل دقيق از توربين بادي 5 مگاواتي در نرم‌افزارهاي تخصصي OpenFAST و سيمولينك متلب انجام شده است. نرم‌افزار OpenFAST به عنوان يك شبيه‌ساز جامع براي مدل‌سازي ديناميكي توربين‌هاي بادي استفاده شده و نرم‌افزار سيمولينك متلب نيز براي پياده‌سازي و شبيه‌سازي كنترل‌كننده مورد استفاده قرار گرفته است. تركيب اين دو نرم‌افزار امكان ارزيابي دقيق عملكرد كنترل‌كننده در شرايط مختلف عملياتي را فراهم كرده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه كنترل‌كننده پيشنهادي به طور مؤثري بار خمشي و نوسانات سيستم و در نتيجه خستگي وارد بر پره هاي توربين بادي را كاهش مي‌دهد. همچنين، با در نظر گرفتن دقيق غيرخطي‌هاي سيستم در مدل‌سازي، عملكرد كنترل‌كننده بهبود قابل توجهي يافته است. اين كنترل‌كننده با توانايي تطبيق با شرايط مختلف محيطي، گامي مهم در جهت افزايش بهره‌برداري از انرژي باد به عنوان يك منبع پاك و تجديدپذير محسوب مي‌شود. واژه‌هاي كليدي: توربين بادي، كنترل گام، ناحيه بار كامل، كنترل‌كننده تطبيقي گام فردي، كاهش بار
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/11/10
  • عنوان به انگليسي
    Design of an Adaptive Individual Pitch Controller in Wind Turbines in the Third Operational Region with the Aim of Load Reduction
  • تاريخ بهره برداري
    10/1/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    زهرا گوشكي

  • چكيده به لاتين
    The performance and effectiveness of a wind turbine depend on wind control and energy utilization. The control objectives in wind turbines are contingent upon the operational region of the wind turbine. These operational regions are divided into four areas based on wind speed and turbine performance. In the third region, also known as the full load region, the primary control objective is to limit the generated power to the nominal value and reduce mechanical loads on the blades. This is achieved by precisely adjusting the pitch angle of each blade individually to minimize the bending loads imposed on them. In this study, an adaptive individual pitch controller based on the Lyapunov function has been designed. To eva‎luate the controller's performance, extensive simulations were conducted on an accurate model of a 5 MW wind turbine using specialized software OpenFAST and Simulink. OpenFAST serves as a comprehensive simulator for the dynamic modeling of wind turbines, while Simulink is utilized for implementing and simulating the controller. The combination of these two software tools allows for a precise assessment of the controller's performance under various operational conditions. Simulation results indicate that the proposed controller effectively reduces bending loads and system oscillations. Furthermore, by accurately considering the system's nonlinearities in modeling, the controller's performance has significantly improved. This controller, with its ability to adapt to varying environmental conditions, represents a significant step towards enhancing the utilization of wind energy as a clean and renewable resource. Keywords: Wind turbine, pitch control, full load region, adaptive individual pitch controller, load reduction.
  • كليدواژه هاي فارسي
    توربين بادي , كنترل گام , ناحيه بار كامل , كنترل كننده تطبيقي گام فردي , كاهش بار
  • كليدواژه هاي لاتين
    Wind turbine , pitch control , full load region , adaptive individual pitch controller , load reduction
  • Author
    Zahra Gooshki
  • SuperVisor
    Soheil Ganjefar