انجام پروژه مدلسازی و شبیه سازی متلب DFIG برای توربین بادی

انجام پروژه مدلسازی و شبیه سازی متلب DFIG برای توربین بادی

در ادامه شبیه سازی مقاله MODELING AND CONTROL OF DOUBLY FED INDUCTION GENERATOR FOR WIND POWER در رابطه با مدلسازی و شبیه سازی یک ژنراتور دو سو تغذیه DFIG برای توربین بادی با نرم افزار سیمولینک متلب ارائه شده است. جهت خرید و دانلود شبیه سازی آماده این مقاله برق قدرت با سیمولینک متلب با ما تماس بگیرید.

ساختار سیستم تبدیل انرژی باد دو سو تغذیه DFIG با استفاده از مبدل پشت به پشت (Back to Back) در شکل زیر نشان داده شده است.

ساختار یک DFIG با استفاده از مبدل back to back

با استفاده از روابط و معادلات دیفرانسیل، مدل DFIG در سیمولینک متلب Simulink MATLAB پیاده سازی شده است. گشتاور مکانیکی، ولتاژ ورودی روتور و استاتور و سرعت سنکرون ورودی‌ها و گشتاور الکترومغناطیسی، جریان روتور و استاتور و سرعت روتور خروجی ها می باشند. مدل سیمولینکی کامل در شکل زیر نشان داده شده است. این مدل می‌تواند در هر دو مد زیر سنکرون و فوق سنکرون عمل کند.

مدل DFIG در سیمولینک متلب

این مدل همچنین دارای یک مبدل PWM AC-DC-AC پشت به پشت می‌باشد که روتور را به شبکه متصل می‌کند که شامل مبدل سمت روتور (RSC) و مبدل سمت شبکه (GSC) می‌باشد.

مبدل back to back در DFIG

زمانی که DFIG به شبکه موجود متصل می‌شود، تنظیم توان بین استاتور و شبکه یک گام مهمی است که باید انجام شود. کنترل برداری یکی از معمولی ترین روش هایی اساسی که  برای کنترل شارش توان اکتیو و راکتیو بین استاتور و شبکه به DFIG اعمال می شود.

تکنیک کنترل برداری می تواند به هر دو مبدل سمت شبکه و سمت روتور وصل شود. هدف RSC کنترل توان هی اکتیو و راکتیو استاتور به صورت مستقل است، در حالی که هدف GSC حفظ ولتاژ لینک DC بدون توجه به دامنه و جهت توان روتور می‌باشد. طرح کنترلی GSC می‌تواند برای تنظیم توان راکتیو نیز طراحی شود. کنترل توان راکتیو به وسیله RSC وGSC برای حفظ ولتاژ در رنج مطلوب، زمانی که DFIG در سیستم قدرت ضعیف با جبرانسازی راکتیو ناکافی تغذیه می‌شود ضروری است،تمرکز اصلی در این پروژه طراحی کنترل کننده RSC است. طرح کنترلی RSC دارای دو حلقه کنترلی پشت سر هم است. حلقه کنترل جریان داخلی مولفه های جریان روتور محور d و q ، یعنی id و iq را براساس دستگاه مرجع با سرعت سنکرون، مستقلا تنظیم می‌کند. دستگاه مرجع شار استاتور بسیار پرطرفدار است اما در این پروژه دستگاه مرجع  شار روتور به کار برده شده است. حلقه کنترلی بیرونی توان اکتیو( یا گشتاور ژنراتور) و راکتیو استاتور را مستقلا تنظیم می‌کند.

شبیه سازی کنترل کننده RSC در MATLAB برمبنای کنترل بردار شار استاتور در سیستم DFIG بصورت شکل زیر است.

 

همچنین کنترل کننده RSC براساس کنترل برداری شار روتور برای DFIG در محیط سیمولینک متلب بصورت شکل زیر شبیه سازی شده است.

 

نتایج شبیه سازی DFIG با سیمولینک متلب

برای اطمینان از عملکرد صحیح مدل DFIG پیشنهادی، مدل با استفاده از سیمولینک متلب تحت شرایط حالت دائم شبیه سازی شده است. جریان استاتور DFIG در حالت فوق سنکرون بصورت زیر بدست آمده است.

جریان استاتور DFIG

 

جریان های روتور DFIG در مود فوق سنکرون بصورت زیر بدست آمده اند.

جریان روتور DFIG

 

همچنین گشتاور ژنراتور DFIG بصورت زیر بدست آمده است.

گشتاور ژنراتور DFIG در متلب

 

و در نهایت توان حقیقی DFIG در سیمولینک متلب بصورت شکل زیر بدست آمده است.

توان حقیق DFIG در سیمولینک متلب

 

علامت منفی توان اکتیو به معنی توان اکتیو تولیدی (مود فوق سنکرون) در حالی که علامت مثبت به معنی جذب توان اکتیو است(زیر سنکرون). همچنین از نتایج بالا واضح است که در حالت فوق سنکرون، سرعت روتور از سرعت سنکرون بیشتر است و در حالت زیرسنکرون ( نتایج پایین )سرعت روتور کمتر از سرعت سنکرون است که صحت مدل ما را تایید می‌کند.

هم چنین با توجه به زمان شبیه سازی و هنگامی که نتایج ما  حالت گذرا را سپری کرده و به حالت ماندگار خود می رسند  می توان نتیجه گرفت  که در زمان شبیه سازی در مود ژنراتوری زود تر به حالت ماندگار می رسد .، در صورتی که در حالت موتوری مدت زمان بیشتری را باید صرف کرد تا به حالت ماندگار رسید و همان طور که مشاهده می کنید زمان شبیه سازی در حالت ژنراتوری یک ثانیه و در حالت موتوری دو ثانیه است.

توان اکتیو در حالت ژنراتوری منفی و در حات موتوری مثبت است ولی  توان راکتیو در هر دو حالت مثبت است. گشتاور الکترومغناطیسی درحالت ژنراتوری منفی و در حالت موتوری مثبت است. سرعت روتور در حالت ژنراتوری بیشتر از سرعت در حالت موتوری مشاهده در نمودار ها می شود. اندازه پیک جریان اندازه گیری شده در استاتور در هردو حالت تقریبا یکسان البته در حالت موتوری کمی بیشتر است ،اما  جریانی که روتور  دارد در حالت موتوری مقدار بیشتری نسبت به حالت ژنراتوری دارد.

سفارش پروژه و پایان نامه برق قدرت، کنترل، الکترونیک، مخابرات و رباتیک از طریق لینک های ارتباطی زیر.

voltamoshaver@gmail.com

09374305423

 


مطالب مرتبط...

هیچ نظری تا کنون برای این مطلب ارسال نشده است، اولین نفر باشید...

ابزار وبمستر

ابزار وبمستر