روش جدید تثبیت ولتاژ لینک DC مبدل فرکانسی توان کامل ژنراتورهای آهنربا دایم توربین بادی نوع ۴ در ریزشبکه

در سال های اخیر استفاده از منابع تولید پراکنده متصل به شبکه، بخصوص توربین های بادی، جهت کاهش تلفات، بهبود کیفیت ولتاژ و افزایش قابلیت اطمینان شبکه های توزیع و ... افزایش یافته است. میزان توان تولیدی نیروگاه های بادی به شرایط محیطی مانند سرعت و جهت وزش باد وابسته است. در حال حارض از چهار تکنولوژی در ژنراتور توربین های بادی استفاده می شود. در میان تکنولوژی متعارف توربین های بادی، تنها توربین های نسل ۴ قابلیت استخراج حداکثر توان، تامین برق با ولتاژ و فرکانس ثابت و کاهش استرس میکانیکی در محدوده وسیعی از تغییرات سرعت باد را دارند. ژنراتور این نوع توربین ها می تواند از نوع سنکرون با رتور سیم پیچ شده (WRSG)، مغناطیس دائم (PMSG) و یا القایی باشد. استاتور ژنراتور توربین های بادی نوع ۴ از طریق یک مبدل فرکانسی توان کامل به شبکه متصل می شود. مبدل فرکانسی، علاوه بر کنترل سرعت و توان حقیقی ژنراتور، جبران سازی توان راکتیو را نیز انجام می دهد و اتصال به شبکه هموارتری را به وجود می آورند. اغتشاشات توان تولید شده در ژنراتور توربین بادی باعث ایجاد حالت گذرا و فراجهش در ولتاژ لینک DC مبدل فرکانسی توان کامل می شود و این حالت ها باعث ایجاد مشکلاتی در عملکرد بهینه سیستم کنترلی مبدل فرکانسی خواهد شد. ولتاژ لینک DC مبدل فرکانسی را می توان از طریق توان تبادلی بین استاتور و لینک DC مدیریت کرد. در این مقاله ابتدا انواع مختلف از تکنولوژی های ژنراتورهای مورد استفاده در توربین های بادی بررسی خواهد شد. سپس یک طرح ساده برای مدیریت ولتاژ بینک DC در مدل غیرخطی ژنراتور آهنربا دایم با استفاده از مربع ولتاژ لینک DC (v۲dc) ارائه خواهد شد. استفاده از مربع ولتاژ لینک DC (v۲dc) به عنوان متغیر کنترلی و کنترل کننده PI، کمک شایانی جهت مدیریت ولتاژ لینک DC و ثابت نگه داشتن میزان اغتشاشات توان ارسالی از سمت مبدل استاتور (DPSSC)، خواهد کرد. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی باعث ثابت نگه داشتن ولتاژ لینک DC و کنترل توان اکتیو و راکیتو تبادلی ژنراتور با شبکه می شود.

کلیدواژه ها:

ژنراتور آهنربا دایم ، ولتاژ لینک DC ، اغتشاشات توان ، مبدل فرکانس توان کامل ، توربین بادی نوع ۴