به گزارش "برق
نيوز"
کنترل ژنراتور القایی از دو سو تغذیه
پیچیدهتر از کنترل ماشین القایی استاندارد است. انرژی باد یک منبع غیرقابل پیشبینی
است که اگر کنترل وجود نداشته باشد میتواند باعث مشکل در ژنراتور القایی از دو سو
تغذیه شود. علاوه بر این،
بارهای مختلف میتواند تاثیرات شدیدی روی DFIG داشته باشد.
کنترل پره[1]
کنترل پره یک روش مکانیکی است که زاویه پرههای توربین بادی را کنترل میکند. قدرت مکانیکی که توربین در شرایط پایدار میتواند تامین کند توسط رابطه زیر بدست میآید.
که چگالی هوا بر حسب (kg/m3) و R شعاع تیغه برحسب (m) و u سرعت باد برحسب (m/s) و Cp( ) بازده آیرودینامیکی است که به زاویه پره و نسبت سرعت ( ) بستگی دارد. در سرعت کم باد، سرعت روتور باید طوری تنظیم شود که Cp( ) بیشترین مقدار خود را حفظ کند. شکل زیر منحنی توان بهینه را در سرعتهای مختلف باد نشان میدهد.
منحنی توان بهینه در سرعتهای مختلف باد
یک سرعت خاص ژنراتور وجود دارد که در هر سرعت بخصوص باد، بیشترین توان را نتیجه دهد. در سرعت کم باد زاویه پره معمولا ثابت است. اما در سرعتهای زیاد باد، توان نامی ژنراتور افزایش مییابد. درسرعت باد 12 متربرثانیه در شکل فوق، کنترل پره میتواند بیشترین توان خروجی ژنراتور را در توان نامی محدود کند تا ژنراتور حفاظت شود.
کنترل برداری و مستقل
کنترل اسکالر از روابط در شرایط پایدار استفاده میکند تا دامنه و فرکانس (سرعت زاویهای) ولتاژ و جریان و بردار شار را محاسبه کند، اما کنترل برداری، روابط دینامیکی را برای محاسبه فرکانس، دامنه و موقعیت لحظهای ولتاژ و جریان و بردار شار استفاده میکند.
کنترل برداری توانایی کنترل مستقل توان اکتیو و راکتیو ژنراتور را فراهم میکند. این شیوه کنترلی بر پایه متغیرها در دستگاه مرجع سنکرون است. محور d مرجع سنکرون متناسب با بردار شار استاتور است بنابراین اجازه میدهد که توانهای اکتیو و راکتیو مستقل شوند. شکل زیر یک شبیهسازی کنترل برداری متداول را برای سیستم کنترلی DFIG نشان میدهد.
کنترل برداری DFIG
کنترل چرخ لنگر[2]
وجود چرخ لنگر در سیستم کنترلی DFIG به نوبه خود یک سیستم کنترلی مجزا نیست. در واقع زمانی که یک چرخ لنگر در سیستم کنترلی وجود دارد عمل کنترل توسط روشهای دیگر کنترلی صورت میگیرد. در تمام سیستمهای دارای چرخ لنگر، کار چرخ لنگر ذخیره انرژی است که به عنوان یک جسم چرخنده با ممان اینرسی بالا شناخته میشود و چرخش را برای زمان طولانیتری حفظ میکند.
کنترل کانورتر ماتریسی[3]
دو مرحله تبدیل AC-DC و DC-AC در مدار روتور DFIG استفاده میشود که کانورتر سمت ژنراتور ممکن است یکسوکننده دیودی یا تریستوری یا کانورتر منبع ولتاژ باشد. اما برای سمت روتور عموما از کانورتر منبع ولتاژ استفاده میشود. مشکلات اصلی این قبیل مبدلهای AC-DC-AC معمول عبارتند از: اندازه بزرگ به لحاظ فیزیکی، وزن زیاد و حجم اضافی اجزای DC که خازن DC یا القاگر است، قابلیت اطمینان کم خازن DC، ضریب قدرت کم خط و اعوجاج هارمونیکی در جریانهای خط و ماشین.
کانورترهای ماتریسی به طور مستقیم AC-AC تبدیل میکند و به عنوان جایگزین برای مبدلهای AC-DC و DC-AC متداول محسوب میشود که اجازه کنترل مستقل دامنه ولتاژ خروجی، فرکانس و زاویه فاز و ضریب قدرت را میدهد. وقتی با کانورترهای AC-DC و DC-AC دو مرحلهای متداول مقایسه میشود نقطه برتری کانورترهای ماتریسی حذف المانهای راکتیو اتصال DC است، مانند خازنها و راکتورهای الکترولیت بزرگ.
البته این نوع کانورتر فقط در شبیهسازی پیادهسازی شده است و آزمایشات سختافزاری روی یک نمونه صورت نگرفته است تا عملی بودن سیستم را نشان دهد.
کنترل مد لغزشی[4]
این روش با ایجاد یک مصالحه بین بازده تبدیل(حداکثر قدرت تجهیزات) و نوسانات گشتاور کار میکند. توربین بادی، حداکثر توان را در سرعتهای مختلف باد محدود میکند. تغییرات در جهت باد ممکن است باعث تولید نوسانات زیاد گشتاور شود و میتواند به راحتی به ژنراتور و ادوات الکترونیک قدرت آسیب بزند.
این شیوه کنترلی یک کنترل قوی در حفاظت سیستم در تغییرات مضر گشتاور در نقطه عملکرد بیشینه توربین دارد که بوسیله دنبال کردن[5] بیشینه انرژی، انجام میپذیرد.
کنترل مستقیم گشتاور[6]
این روش قابلیت کنترل دامنه شار پیوندی روتور و گشتاور ژنراتور به صورت مستقیم را داراست که با انتخاب حالت کلیدزنی مناسب برای اینورتر امکانپذیر است. نتیجه الگوی کلیدزنی، خطاهای گشتاور و شار را با ایجاد باندهای هیسترزیس گشتاور و شار محدود میکند. فیدبک گشتاور و شار برای این نوع کنترل بکار میرود. شار روتور به وسیله بردارهای جریان استاتور و روتور تخمین زده میشود و گشتاور نهایی با استفاده از جریان روتور اندازهگیری شده و شار روتور تخمینزده شده، تخمین زده میشود .
چون DFIG در توربین های بادی دارای حساسیت بالایی نسبت به نوسانات می باشد می توان برای گریز از خطاها در شبکه از کنترل کننده های لکترونیک قدرت ( FACTS) استفاده نمود مانند STATCOM, DVR, و ترکیبی از هر دو و ....
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.