بكارگيري مبدل Y-Source بهبود يافته با جريان ورودي پيوسته به عنوان واسط الكترونيك قدرت در توربينهاي بادي

The use of an improved converter Y-Source with continuous input current as an electronic power interface in wind turbines

سيستم هاي توربين بادي متشكل از قسمت هاي متفاوتي از قبيل ژنراتور، تجهيزات الكترونيك قدرت و ... مي باشد كه با پيشرفت علم و تكنولوژي، بهبود يافته است. اين مقاله نيز به سيستم توربين بادي بر اساس مولد PMSG خواهد پرداخت. در سيستم مد نظر استفاده از مبدل هاي خانواده Y-Source پيشنهاد شده است و اينورتر Y-Sourceبهبود يافته شده براي اولين بار مورد استفاده قرار گرفته است. Y-Source عضوي از خانواده مبدل هاي منبع امپدانسي ميباشد، مبدل ارائه شده درجه آزادي بيشتري براي تنظيم بهره ولتاژ و مدلاسيون دارا مي باشد. مبدل Y-source سنتي عليرغم بهرۀ بالا داراي معايبي است: (1) جريان ورودي ناپيوستۀ آن تنش را بالا برده و سبب مشكلاتي در منبع ورودي خواهد شد. (2) اينورتر Y- source سنتي (YSI) قادر نيست كه جريان هجومي راه اندازي را از بين ببرد كه اين مي تواند منجر به ايجاد نوسانات شديد (spikes) شود و باعث خرابي تجهيزات خواهد شد. بنابراين؛ اين مقاله استفاده از مبدل Y-Source بهبود يافته(IYSI) را پيشنهاد ميكند كه با توجه به ويژگي هايي از قبيل (1) جريان ورودي پيوسته (2) از بين بردن جريان هجومي و (3) بهرۀ ولتاژ بالاتر نسبت به YSI كانديد مناسبي براي مشاركت در توليد توان از نيروي باد بخصوص در سرعتهاي كم باد ميباشد.

The wind turbine systems include difftrent parts such as; Turbine, Generator, control system and Power electronic devices wich all improves with researches studies. In this regard this theses proposes a PMSG based wind energy conversion system with Y-Source families and compares it with PMSG based WECS with Z-Source inverter (ZSI). Then proposed an application for improved Y-Source inverter (IYSI). For this goal; a mathematical analysis is presented for IYSI, and its ripples and its elements sizes are derived and its voltage boost under different winding factor and turns ratio of transformer is expressed. These analysis are compared with Z-Source an conventional Y-Source characteristics for utilizing in WECS. As notice from the comparison results, IYSI has one more degree of freedom to adjust the voltage gain than ZSI and it presents higher voltage gain in small value of duty ratio, thus it improves the THD of inverter. This features especially improve the THD of inverter, are why the YSI is turned to a potential topology for using in the variable speed direct-drive WECS. Conventional YSIs has a drawback that thire inpout current are not continus and IYSI solve this problem as well. Hence this Study applied the IYSI into WECS and presents outcomes. Using characteristics of consider inverter makes it possible to achieve maximum power from the wind energy under various wind speeds. The simulation outcomes show accurate response to the wind speed variation, prove the proper performance and verify performance of spectral of the proposed WECS compared to the WECS with ZSI and YSI.