آناليز سيگنال كوچك ژنراتور سنكرون به همراه توربين بادي مبتني بر DFIG با در نظر گرفتن سرعت تصادفي باد و گشتاور ميراساز

Generator and DFIG Based Wind Turbine by Considering Stochastic Wind Speed and Damping Torque

بحران آلودگي در سرتاسر جهان از يك‌سو و استفاده بيش از پيش سوخت‌هاي فسيلي و در نتيجه روند رو به اتمام آن از سوي ديگر تمايل به استفاده از منابع سبز مانند انرژي باد را افزايش داده است. اغلب در ساختار توربين‌هاي بادي از ژنراتور القايي از دو سو تغذيه (DFIG) استفاده مي‌شود كه با افزايش نفوذ اين نوع توليدات در شبكه، بررسي مسائل پايداري، امنيتي، كنترلي و ... اهميت زيادي پيدا مي‌كند و براي آناليز و تحليل آن‌ها نياز به مدل رياضي DFIG وجود دارد. در اين مقاله آناليز تواما سيگنال كوچك ژنراتور سنكرون و DFIG به همراه طراحي كنترل‌‌كننده‌هاي مناسب براي گشتاور الكترومغناطيسي و توان راكتيو استاتور DFIG صورت مي‌گيرد. البته به دليل تصادفي بودن ذاتي سرعت باد، داده‌هاي تصادفي از توزيع ويبال مربوط به آن توليد شده و در شبيه‌سازي نيز اعمال مي‌گردد. نكته ديگر گشتاور ميراكننده ژنراتور سنكرون به عنوان معياري براي ارزيابي پايداري ديناميكي در حضور DFIG است و براي محاسبه آن نياز به مدل سيگنال كوچك سيستم مي‌باشد كه در اين مقاله نيز به آن پرداخته مي‌شود. البته آناليز سيگنال كوچك علاوه بر محاسبه گشتاور ميراساز، سرعت محاسبات در شبكه را نيز به دليل خطي بودن به طور محسوسي افزايش مي‌دهد. در پايان يك شبكه نمونه در نرم‌افزار Matlab با توجه به مدل غيرخطي المان‌ها و معادلات رياضي، خطي و شبيه‌سازي شده و نتايج حاصل از آن ارائه مي‌گردد.

Pollution crisis all around the world in one hand and more than ever consumption of fossil fuels and as a result, end face trend of these resources on the other hand increase the inclination of using green resources such as wind energy. Doubly fed induction generator (DFIG) is often used in the structure of wind turbines and penetration increase of these kinds of productions can effect on importance of stability, security, control and … problems studying and DFIG mathematical model is needed for their analysis. In this paper, small signal analysis of synchronous generator and DFIG along with appropriate controllers design for electromagnetic torque and stator reactive power of DFIG would be done. Of course, wind speed stochastic data are generated by its weibull distribution and are applied in the simulations. Another point is about the damping torque of synchronous generator that is a criterion of dynamic stability studying in the presence of DFIG and system small signal model is needed for its calculation. Of course small signal analysis increases the simulation speed in the network because of the linearity in addition to damping torque calculation. Finally, a test network is linearized and simulated in the Matlab software considering elements nonlinear model and mathematical equations and the obtained results are presented.