طراحی ردیاب بهینه سیستم ذخیره انرژی هوای فشرده برای توربینهای بادی براساس تکنیک معادلات ریکاتی وابسته به حالت و آشفتگی تکین

جهت ذخیره انرژی مازاد حاصل از چرخش توربین بادی از سیستم ذخیره انرژی هوای فشرده استفاده می شود. تغییرات سرعت وزش باد، تغییرات ناگهانی در تقاضای برق و تلفات حرکت چرخشی از جمله عواملی هستند که در عملکرد سیستم ذخیره انرژی تاثیر بسزایی دارند. سیستم ذخیره انرژی هوای فشرده از نوع آکومولاتور باز قادر است تنظیم فشار آکومولاتور را در مدت زمان ذخیره سازی یا بازسازی انرژی انجام دهد. از دیگر مزیت های این سیستم تامین توان مورد نیاز شبکه و جذب حداکثر توان از انرژی باد می باشد. البته عملکرد سیستم به طور قابل ملاحظه ای به طراحی کنترل کننده مناسب بستگی دارد که قادر باشد همه این خواسته ها را به بهترین نحو ممکن برآورده سازد. لذا در این مقاله با استفاده از تئوری آشفتگی تکین و تکنیک معادله ریکاتی وابسته به حالت و مقیاس دو زمانی، ردیاب بهینه ای طراحی می شود تا اثر اغتشاشات ناشی از تغییرات سرعت وزش باد، تقاضای توان، تلفات و ... به طور قابل توجهی کاهش یابد. نتایج شبیه سازی به ازای شرایط مختلف سرعت باد و تقاضای توان نشان داده است که با استفاده از روش پیشنهادی به طور متوسط میزان خطای ردیابی سرعت دورانی محور ژنراتور و توان تولیدی ژنراتور در کل بازه زمانی کمتر از ۱% می باشند. همچنین مقدار فشار محفظه چرخه میانگین حدود ۵.۹ بار، مقدار انرژی ذخیره شده حدود ۱۵.۸۸ مگاوات ساعت و راندمان حرارتی حدود ۹۱% باشد.

کلیدواژه ها:

سیستم ذخیره سازی انرژی هوای فشرده ، آکومولاتور باز ، توربین بادی ، معادلات ریکاتی وابسته به حالت ، مقیاس دو زمانی ، آشفتگی تکین