20690

۲۰۶۹۰

بهبود قابليت گذر از خطا در توربين هاي بادي مبتني بر ژنراتور القايي تغذيه دوگانه

كارشناسي ارشد

سيستم هاي قدرت

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱۲/۲۵

دكتر محسن كلانتر

برق

امروزه، ژنراتورهاي القايي تغذيه دوگانه به دليل مزاياي آن ها، از جمله قابليت كنترل توان اكتيو و راكتيو، هزينه مبدل كمتر، كاهش فشار مكانيكي و بهبود بازده، به طور وسيعي در نيروگاه هاي بادي مورد استفاده قرار مي گيرند. با اين وجود، اتصال مستقيم استاتور ژنراتورهاي القايي تغذيه دوگانه به شبكه، آن ها را نسبت به اغتشاشات شبكه حساس كرده است. كدهاي شبكه جديد اين ژنراتورها را به اتصال به شبكه در هنگام خطاي شبكه ملزم مي كنند. اين پايان نامه به موضوع قابليت گذر از خطا در ژنراتورهاي القايي تغذيه دوگانه پرداخته و هدف آن بهبود قابليت گذر از خطا با اصلاح ساختار كنترل ژنراتور مي باشد. در اين پايان نامه، رفتار ژنراتور القايي تغذيه دوگانه در شرايط خطا مورد بررسي قرار گرفته است و يك روش كنترلي جهت بهبود قابليت گذر از خطا ارائه شده است. اين روش شامل دو بخش كنترل اكتيو و كنترل پسيو است. كنترل اكتيو، روش كنترل پيش بين بر مبناي مدل را ارائه مي كند كه هدف آن كاهش اضافه ولتاژهاي القايي در رتور است. كنترل پسيو نيز شامل مقاومت هاي سري در مدار رتور است كه اضافه جريان هاي رتور را در افتادگي هاي عميق كاهش مي دهد. حالت گذراي سيستم با استفاده از روش پيشنهاد شده بهبود مي يابد. اثرات منفي خطا بر روي سيستم مثل اضافه جريان هاي رتور، نوسانات گشتاور الكترومغناطيسي و اضافه ولتاژ لينك DC كاهش مي يابد و بهره وري سيستم افزايش مي يابد. شبيه سازي رفتار ديناميكي توربين بادي مبتني بر ژنراتور القايي تغذيه دوگانه در حين خطا با استفاده از نرم افزار متلب/ سيمولينك شبيه سازي شده است و نتايج بدست آمده عملكرد مناسب روش ارائه شده را نشان مي دهد. واژه‌هاي كليدي: توربين بادي، ژنراتور القايي تغذيه دوگانه، قابليت گذر از خطا ، كنترل پيش-بين

1398/04/02

Improved Fault Ride-Through Capability of Doubly Fed Induction Generator Based Wind Turbines

3/16/2019 12:00:00 AM

Nowdays, doubly fed induction generators (DFIGs) are widely used in wind power plants, due to their advantages such as ability to control active and reactive power, lower converter cost, reduced mechanical stress and improved efficiency. Nevertheless, the direct connection of the DFIGs stator to the grid has made them very sensitive to grid disturbances. Current grid codes require DFIGs to stay connected to the grid during grid fault. The fault ride through (FRT) capability of DFIGs is the focus of this thesis, in which modification to the DFIG controller have been proposed to improve the FRT capability. In this thesis, the behavior of DFIG during fault condition has been surveyed and the effective control strategy in order to improve FRT is proposed. This scheme contains the active control and passive control. The active control has been proposed by use of model predictive control (MPC) in order to reduce the inductance over voltages in rotor. The passive control includes resistors series with the rotor, which is used to decrease rotor’s over current in deep voltage sags. Transitional state of the system under fault condition is improved by use of the proposed method. The negative results of the fault on the system include rotor’s over current, oscillation of electromagnetic torque and DC link’s over voltage decrease and the effectiveness of the system increase. The simulation of the dynamic behaviour of DFIG-based wind turbines during grid fault is simulated using MATLAB/Simulink. The results obtained clearly demonstrate the efficacy of the proposed method. Keywords: Wind Turbine, Double Fed Induction Generator, Fault Ride Through Capability, Model Predictive Control.