لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه99
بخشی از فهرست مطالب
چکیده 1
فصل1: مقدمه
2
۱-۱ طرح مسئله
2
۲-۱ اهداف تحقیق
۳
۳-۱ معرفی فصل های مورد بررسی در این تحقیق
۴
فصل2: انرژی باد و انواع توربین های بادی
۵
۱-۲ انرژی باد
۶
۱-۱-۲ منشا باد
۶
۲-۱-۲ پیشینه استفاده از باد
۷
۳-۱-۲ مزایای انرژی بادی
۸
۴-۱-۲ ناکارآمدیهای انرژی بادی
۹
۵-۱-۲ وضعیت استفاده از انرژی باد در سطح جهان
۱۰
۲-۲ فناوری توربین های بادی
۱۱
۱-۲-۲ توربینهای بادی با محور چرخش افقی
۱۲
۲-۲-۲ توربینهای بادی با محور چرخش عمودی
۱۲
۳-۲-۲ اجزای اصلی توربین بادی
۱۴
۴-۲-۲ چگونگی تولید توان در سیستم های بادی
۱۵
۱-۴-۲-۲ منحنی پیش بینی توان توربین باد
۱۵
۳-۲ تقسیم بندی سیستم های تبدیل کننده انرژی باد (WECS) بر اساس نحوه عملکرد
۲۰
۱-۳-۲ سیستم های تبدیل کننده انرژی باد (WECS) سرعت ثابت
۲۰
۲-۳-۲ سیستم های تبدیل کننده انرژی باد (WECS) سرعت متغیر
۲۲
۳-۳-۲ سیستم های تبدیل کننده انرژی باد بر مبنای ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه (DFIG)
۲۴
۴-۳-۲ سیستم های تبدیل کننده انرژی باد مجهز به توربین های سرعت متغیر با مبدل فرکانسی با ظرفیت کامل
۲۶
فصل۳: تاریخچه کنترل فرکانس سیستم های قدرت در حضور واحدهای بادی، معرفی مدل ریاضی و الگوریتم ازدحام ذرات
۲۷
۱-۳ مرورری بر کارهای انجام شده
۲۹
۲-۳ کنترل DFIG
۳۳
۳-۳ مدل دینامیکی سیستم تنظیم فرکانس توربین بادی با ژنراتور القایی تغذیه دوگانه
۳۶
۴-۳ مدل دینامیکی ساختار تنظیم فرکانس سیستم تک ناحیه ای در حضور توربین بادی با ژنراتور القایی تغذیه دوگانه (DFIG)
۴۰
۵-۳ الگوریتم حرکت گروهی پرندگان یا ازدحام ذرات PSO
۴۴
۶-۳ نتیجه گیری
۴۷
فصل۴: طراحی کنترل کننده PI بهینه سازی شده توسط الگوریتم ازدحام ذرات
۴۸
۱-۴ بهینه سازی طراحی کنترلکننده PI با استفاده از روش بهینه سازی هوشمند ازدحام ذرات (PSO)
۴۹
۱-۱-۴ نتایج شبیه سازی کنترل کننده PI بهینه سازی شده با الگوریتم PSO
۵۳
۴-۲ نتیجه گیری
۵۹
فصل پنجم: طراحی کنترل کننده فازی
۶۱
۱-۵ منطق فازی
۶۲
۱-۱-۵ تعریف مجموعه فازی
۶۲
۲-۱-۵ مزایای استفاده از منطق فازی
۶۳
۵-۲ طراحی کنترل کننده فازی
۶۴
۱-۲-۵ ساختار یک کنترل کننده فازی
۶۴
۱-۱-۲-۵ فازی کننده
۶۵
۲-۱-۲-۵ پایگاه قواعد
۶۶
۳-۱-۲-۵ موتور استنتاج
۶۶
۴-۱-۲-۵ غیر فازی ساز
۶۷
۳-۵ طراحی کنترلکننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSO
۶۸
5-3-1 نتایج شبیه سازی
۷۲
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
78
۱-۶ نتیجه گیری
۷۹
۲-۶ پیشنهادات
۸۱
فهرست جدولها
جدول ۱-۲: انواع توربین های عرضه شده در بازار
۱۱
جدول ۴-۱: اطلاعات شبیه سازی
۵۱
جدول ۲-۴: پارامترهای انتخابی الگوریتم PSO
۵۳
جدول ۳-۴: اطلاعات شبیه سازی
۵۳
جدول ۱-۵: پارامترهای انتخابی الگوریتم PSO
۷۳
جدول ۲-۵: پارامترهای بهینه شده کتترل کننده فازی با الگوریتم PSO
۷۳
فهرست شکلها
شکل ۱-۲ : تولید باد
۶
شکل ۲-۲: وسیله ای بر اساس طرح ایرانیان به منظور استفاده از انرژی باد [۱۰]
۷
شکل ۳-۲: ساختمان توربین بادی محور افقی [۱۱]
۱۳
شکل ۴-۲: توربین بادی نوع داریوس (محور عمودی) [۱۱]
۱۳
شکل ۵-۲: نمایی از یک سیستم تبدیل انرژی بادی در توربین بادی با محور افقی [۱]
۱۴
شکل ۶-۲: دیاگرام سیستم بادی [۲]
۱۵
شکل ۷-۲: منحنی توان-سرعت باد یک توربین بادی زاویه گام قابل تنظیم ۱۵۰۰ کیلوواتی با سرعت قطع خروجی ۲۵ متربرثانیه [۲]
۱۶
شکل ۸-۲ : نمودار تغییرات بر حسب تغییرات زاویه گام و نسبت سرعت نوک برای توربین بادی زاویه گام متغیر [۱]
۱۸
شکل ۹-۲: نمودار تغییرات بر حسب تغییرات زاویه گام و نسبت سرعت نوک برای توربین بادی زاویه گام متغیر [۱]
۱۹
شکل ۱۰-۲: نمودار تغییرات و بر حسب تغییرات زاویه گام و نسبت سرعت نوک برای توربین بادی زاویه گام ثابت [۱]
۲۰
شکل ۱۱-۲: توربین بادی سرعت ثابت
۲۱
شکل ۱۲-۲: آرایشی از توربین بادی با سرعت متغیر محدود با مقاومت متغیر رتور
۲۳
شکل ۱۳-۲: ساختمان توربین بادی نوع DFIG
۲۵
شکل ۱-۳: نمایی از عملکرد سیستم تبدیل انرژی باد
۳۴
شکل ۲-۳: ساختار کنترل کننده توربین بادی DFIG [۳۰]
۳۵
شکل ۳-۳: مدل دینامیکی سیستم قدرت تک ناحیه ای در حضور واحدهای تولید غیر سنتی (بادی)[۳۰]
۳۶
شکل ۴-۳: مدل دینامیکی توربین بادی دارای ژنراتور DFIG به منظور تنظیم فرکانس[۳۰]
۳۷
شکل ۵-۳: بلوک دیاگرام سیستم تنظیم فرکانس سیستم قدرت تک ناحیه ای در حضور توربین بادی DFIG [۳۰]
۴۱
شکل ۶-۳: شماتیک برداری روابط الگوریتم PSO
۴۵
شکل ۷-۳: فلوچارت الگوریتم PSO
۴۶
شکل ۱-۴: سیستم حلقه بسته
۵۰
شکل ۲-۴: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی- زمان برای کنترلکننده PI کلاسیک به ازای تغییر بار ، و
۵۱
شکل ۳-۴: سیستم حلقه بسته با اضافه کردن انتگرال مربع خطا
۵۲
شکل ۴-۴: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی- زمان برای کنترلکننده PI بهینه به ازای تغییر بار ، و
۵۴
شکل ۵-۴: مقایسه نمودار تغییرات سرعت توربین بادی- زمان برای کنترلکننده PI بهینه و کلاسیک به ازای تغییر بار
۵۵
شکل 6-۴: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده PI کلاسیک برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار
۵۶
شکل7-۴: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده PI بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار
۵۶
شکل 8-۴: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده PI کلاسیک برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار
۵۷
شکل 9-۴: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده PI بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار
۵۷
شکل ۱0-۴: تغییرات توان تولید شده توسط واحدهای بادی با در نظر گرفتن کنترل کننده PI کلاسیک برای کنترل سرعت توربین بادی
۵۸
شکل ۱1-۴: تغییرات توان تولید شده توسط واحدهای بادی با در نظر گرفتن کنترل کننده PI بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی
۵۹
شکل ۱-۵: نمایی از یک کنترل کننده فازی
۶۵
شکل ۲-۵: مثال هایی از توابع عضویت: (a) تابع z ، (b) گوسین، (c) تابع s، (d-f) حالتهای مختلف مثلثی، (g-i) حالتهای مختلف ذوزنقه ای، (j) گوسین تخت،(k) مستطیلی، (l) تک مقداری
۶۵
شکل ۳-۵: تابع عضویت خطا
۶۹
شکل ۴-۵: تابع عضویت مشتق خطا
۶۹
شکل ۵-۵: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی برای کنترل کننده PI بهینه به ازای تغییر بار
۷۲
شکل ۶-۵: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی با کنترل کننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSO به ازای ورودی اغتشاش
۷۴
شکل ۷-۵: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی با کنترل کننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSO به ازای ورودی اغتشاش
۷۴
شکل ۸-۵: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی با کنترل کننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSO به ازای ورودی اغتشاش
۷۵
شکل ۹-۵: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی با کنترل کننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSO به ازای ورودی اغتشاش
۷۵
شکل ۱۰-۵: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده فازی بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار
۷۶
شکل ۱۱-۵: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده فازی بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار
۷۶
شکل ۱۲-۵: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده فازی بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار
۷۷
شکل ۱۳-۵: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده فازی بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار
۷۷
چکیده
امروزه با توجه به نیاز روزافزون بشر به انرژی از یک سو و کاهش منابع سنتی انرژی از سویی دیگر، نیاز به یافتن منابع جدید انرژی به روشنی احساس می گردد. جایگزینی منابع فسیلی با انرژی های نو و تجدیدپذیر راهکاری است که مدت هاست مورد توجه کشورهای پیشرفته جهان قرار گرفته است. در بین منابع انرژی های نو، انرژی باد به دلیل پاک و پایان ناپذیر بودن، داشتن قابلیت تبدیل به انرژی الکتریکی و رایگان بودن گزینه مناسبی برای این منظور می باشد. مشکل عمده در بهره برداری از آن این است که تغییرات لحظه ای سرعت باد باعث ایجاد نوسانات در توان خروجی توربین بادی می شود که این نوسانات به شکل تغییر فرکانس در سرتاسر سیستم منعکس می شود و عملکرد سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد. به صورت سنتی وظیفه کنترل فرکانس به عهده واحد های تولید کننده انرژی سنتی می باشد اما با افزایش مشارکت واحدهای تولید بادی در تولید انرژی برای بهبود عملکرد سیستم، آنها نیز باید در کنترل فرکانس شرکت کنند.
این پایانامه به بررسی نقش مشارکت واحدهای تولید بادی درکنترل فرکانس پرداخته است و برای کنترل فرکانس، کنترل هر چه بهتر تغییرات سرعت توربین های بادی پیشنهاد شده است. ابتدا سیستم قدرت مورد نظر با استفاده از کنترل کننده PI کلاسیک برای کنترل کردن سرعت ژنراتور توربین بادی شبیه سازی شده و در ادامه به منظور بهبود عملکرد سیستم، بهینه سازی تنظیم پارامترهای کنترل کننده PI با الگوریتم بهینه سازی هوشمند ازدحام ذرات پیشنهاد شده است. در پایان به علت اینکه سیستم های قدرت در حضور واحدهای بادی در معرض تغییر پارامترها و عدم قطعیت های زیادی قرار می گیرند جایگزینی کنترل کننده PI با کنترل کننده فازی پیشنهاد شده است که غیر خطی می باشد و عملکرد مقاومتری نسبت به تغییر پارامترهای سیستم از خود نشان می دهد. بدیهی است با بهینه سازی کنترل کننده فازی مورد نظر با الگوریتم بهینه سازی هوشمند ازدحام ذرات نتایج مطلوب تری بدست می آید.
کلید واژه: کنترل فرکانس سیستم قدرت- سیستم های تبدیل کننده انرژی باد- کنترل کننده PI – کنترل کننده فازی- الگوریتم ازدحام ذرات
فصل اول
مقدمه
۱-۱ طرح مسئله
امروزه با توجه به نیاز روزافزون بشر به انرژی الکتریکی از یک سو و محدودیت ذخایر سوختهای فسیلی و همچنین نگرانیهای زیست محیطی در پی افزایش گاز دی اکسید کربن و دیگر گازهای گلخانهای از سویی دیگر، نیاز به یافتن منابع جدید انرژی به روشنی احساس میگردد. جایگزینی منابع فسیلی با انرژیهای نو و تجدیدپذیر راهکاری است که مدتهاست مورد توجه کشورهای پیشرفته جهان قرار گرفته است. یکی از مهمترین انرژیهای تجدید پذیر، انرژی باد میباشد. انرژی باد پایان ناپذیر، رایگان و پاک است در ضمن به راحتی قابل تبدیل به انرژی الکتریکی میباشد پس میتواند در بین منابع انرژیهای نو گزینه مناسبی جهت جایگزینی با منابع فسیلی باشد[۱].
استفاده از انرژی باد در هر سال رشد ۱۰% را در دنیا و رشد ۳۷% را در اروپا داشته است. پیشبینی میشود تا سال ۲۰۲۰ در حدود ۱۰% انرژی کل دنیا توسط نیروگاههای بادی تولید شود که تا ۵۰% در سال ۲۰۵۰ افزایش خواهد داشت[۲].
با وجود اینکه استفاده از انرژی باد به منظور تولید انرژی الکتریکی پیشینه زیادی دارد اما به دلیل نفوذ کمی که در تولید انرژی داشتهاند تاثیر وجود آنها در شبکه چندان مورد بررسی قرار نگرفته است. منبع انرژی باد غیر قابل پیش بینی است بنابراین اضافه شدن مقدار قابل توجهی از واحدهای تولید بادی به شبکههای الکتریکی موجود، تاثیر قابل ملاحظهای بر طراحی، کارکرد و کنترل شبکه خواهد گذاشت.
به علت متغیر بودن سرعت باد سرعت توربینهای بادی مدام در حال تغییر است و از آنجایی که توان خروجی توربینهای بادی با مکعب سرعت باد متناسب است تغییرات لحظهای سرعت باد باعث ایجاد نوسانات در توان خروجی توربین بادی میشود و این نوسانات به شکل تغییر فرکانس در سرتاسر سیستم منعکس میشود. از طرفی میدانیم به منظور اینکه یک سیستم قدرت عملکرد رضایت بخشی داشته باشد، ثبات فرکانس در آن امری ضروری است. پس میتوان گفت در حضور واحدهای تولید بادی در سیستم های قدرت که آشفتگیها و تغییر پارامترهای بیشتری را به سیستم تحمیل میکنند کنترل فرکانس سیستم بیش از پیش مورد توجه قرار میگیرد و نیازمند مطالعات بیشتری میباشد.
به صورت سنتی سیستمهای تبدیل کننده انرژی بادی [1](WECS) در کنترل فرکانس شرکت نمیکنند، به این معنی که وقتی فرکانس در شبکه زیاد یا کم میشود واحدهای بادی تولید خود را زیاد یا کم نمیکنند بلکه با افزایش یا کاهش تولید واحدهای سنتی افت یا افزایش فرکانس جهت نگه داشتن فرکانس شبکه در محدوده مجاز خود، جبران میشود. اما با افزایش مشارکت واحدهای تولید بادی در تولید انرژی برای بهبود عملکرد سیستم، آنها نیز باید در کنترل فرکانس شرکت کنند.
.
این پایاننامه به بررسی نقش توربینهای بادی سرعت متغیر در تنظیم و کنترل فرکانس پرداخته است و به منظور نگه داشتن فرکانس در محدوده مورد نظر کنترل هرچه بهتر تغییرات سرعت توربینهای بادی پیشنهاد شده است. به این منظور ابتدا سیستم قدرت مورد نظر با استفاده از کنترلکننده PI کلاسیک برای کنترلکننده سرعت ژنراتور توربین بادی در حضور اغتشاشهای کوچک شبیه سازی شده و در ادامه به منظور بهبود عملکرد سیستم، بهینهسازی تنظیم پارامترهای کنترلکننده PI با الگوریتم بهینهسازی هوشمند ازدحام ذرات[2] پیشنهاد شده است. از آنجایی که سیستم قدرت در حضور واحدهای بادی مدام در معرض عدم قطعیت و تغییر پارامتر قرار میگیرد پیشنهاد شده است که به منظور کنترل تغییرات سرعت توربینهای بادی به جای کنترلکننده PI، کنترلکننده فازی قرار بگیرد که عملکرد مقاومتری نسبت به تغییر پارامترهای سیستم از خود نشان میدهد. بدیهی است با بهینهسازی کنترلکننده فازی مورد نظر با الگوریتم بهینهسازی هوشمند ازدحام ذرات نتایج مطلوب تری بدست میآید.
۲-۱ اهداف تحقیق
رشد سریع و نفوذ بیشتر واحدهای تولید بادی در سیستمهای قدرت موجب شده روشهای کنترل فرکانس این سیستم ها متفاوت با روشهای سنتی کنترل فرکانس باشد. ارائه روشهای جدید کنترل فرکانس در اینگونه سیستمها همواره مورد توجه محققین بوده است.
در زیر به خلاصه ای از اهداف این تحقیق اشاره شده است.
۳-۱ معرفی فصل های مورد بررسی در این تحقیق
فصل دوم به بررسی انرژی باد، انواع توربینهای بادی و نحوه عملکرد سیستمهای تبدیل کننده انرژی باد میپردازد. فصل سوم به ارائه مدل فضای حالت سیستم قدرت تک ناحیهای در حضور واحدهای بادی پرداخته، و برای کنترل تغییرات سرعت توربینهای بادی از کنترلکننده PI کلاسیک استفاده میکند و در پایان به معرفی الگوریتم ازدحام ذرات میپردازد. در فصل چهارم به منظور بهبود عملکرد، تنظیم پارامترهای کنترلکننده PI کلاسیک با الگوریتم بهینهسازی هوشمند ازدحام ذرات انجام میگیرد. فصل پنجم نیز به ارائه کنترلکننده فازی بهینه با استفاده از الگوریتم بهینهسازی هوشمند ازدحام ذرات برای کنترلکننده سرعت ژنراتور توربین بادی میپردازد و در نهایت در فصل ششم نتایج با هم مقایسه شدهاند و زمینهای برای کارهای بعدی ارائه میگردد.
فصل دوم
انرژی باد و انواع توربینهای بادی
یکی از مهمترین انرژیهای تجدید پذیر، انرژی باد میباشد. انرژی باد ارزان، فراوان، پاک و به راحتی قابل تبدیل به انرژی الکتریکی میباشد. بخش اول این فصل با نگاهی کلی به منشا انرژی باد و پیشینه استفاده از آن به بیان مزایا و معایب بهره برداری از این انرژی پرداخته و در ادامه وضعیت استفاده از انرژی باد را در سطح جهان بررسی مینماید. در بخش دوم انواع توربینهای بادی بر اساس محور چرخش پره ها مورد بررسی قرار می گیرند، همچنین قسمت های مختلف سیستم بادی، نحوه تولید توان و پارامترهای مهم توربینهای بادی معرفی می شوند. بخش پایانی این فصل نیز به تقسیم بندی انواع سیستم های تبدیل کننده انرژی باد بر اساس نحوه عملکردشان میپردازد.
۱-۲ انرژی باد
۱-۱-۲ منشأ باد
انرژی باد، انرژی حاصل از هوای متحرک میباشد. هنگامی که تابش خورشید به طور نامساوی به سطوح ناهموار زمین میرسد سبب ایجاد تغییرات دما و فشار میگرددو در اثر این تغییرات باد به وجود میآید. همچنین اتمسفر کره زمین به دلیل حرکت وضعی زمین، گرما را از مناطق گرمسیری به مناطق قطبی انتقال میدهد که این امر نیز باعث به وجود آمدن باد میگردد. جریان اقیانوسی نیز به صورت مشابه عمل نموده و عامل ۳۰% انتقال حرارت کل در جهان میباشد[۱].
شکل ۱-۲ : تولید باد
در مقیاس جهانی، این جریانات اتمسفری به صورت یک عامل قوی جهت انتقال حرارت و گرما عمل می نمایند.
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه116
بخشی از فهرست مطالب
فهرست مطالب
عنوان مطالب
شماره صفحه
چکیده
1
فصل اول : پیشگفتار
2
1-1 مقدمه
3
1-2 انرژی باد
4
1-3 مزایای بهره برداری از انرژی باد
4
1-4 اهمیت کنترل توان راکتیو در نیروگاه بادی
5
1-5 پیکربندی پایان نامه
6
فصل دوم : مشخصههای سیستمهای بادی
7
2-1 مقدمه
8
2-2- فنآوری توربینهای بادی
9
2-2-1- اجزای اصلی توربین بادی
11
2-2-2- چگونگی تولید توان در سیستمهای بادی
12
2-2-3- منحنی پیش بینی توان توربین بادی
13
2-2-4- پارامترهای مهم در توربین بادی
13
2-3- انواع توربینها از لحاظ سیستم عملکرد
14
2-3-1- عملکرد توربینهای سرعت ثابت
14
2-3-1-1- توربینهای ممانعت قابل تنظیم سرعت ثابت
15
2-3-1-2- توربینهای ممانعت تنظیم شده دو سرعتی
15
2-3-1-3- توربینهای زاویة گام قابل تنظیم فعال سرعت ثابت
16
2-3-1-4- توربینهای زاویة گام قابل تنظیم غیر فعال
16
2-3-2- الگوی عملکرد سرعت متغیر
16
2-3-2-1- توربینهای ممانعت تنظیم شده سرعت متغیر
17
2-3-2-2- توربینهای سرعت متغیر با زاویة گام قابل تنظیم فعال
17
2-3-2-3- توربینهای سرعت متغیر با محدوده عملکرد کوچک
18
2-4- کنترل توربین بادی
18
2-4-1- فعالیتهای قابل کنترل در توربینهای بادی
19
فهرست مطالب
عنوان مطالب
شماره صفحه
2-4-1-1- کنترل گشتاور آیرودینامیکی
19
2-4-1-2- کنترل گشتاور ژنراتور
20
2-4-1-3- کنترل گشتاور ترمز
20
2-4-1-4- کنترل جهت گیری دوران حول محور قائم
21
2-4-2- کلیات عملکرد توربینهای متصل به شبکه
21
2-5- ژنراتورهای مورد استفاده در توربینهای بادی
22
2-5-1- ژنراتورهای سنکرون
23
2-5-2- ژنراتورهای جریان مستقیم
24
2-5-3- ژنراتورهای القائی
25
2-5-4- تحلیل عملکرد ژنراتور القائی
25
2-5-4-1- راهاندازی توربین بادی با ژنراتور القائی
26
2-5-4-2- تحلیل دینامیک ماشین القائی
27
2-5-4-3- شرایط عملکرد خارج از محدوه طراحی
28
2-5-4-4- مشخصه ژنراتور القایی دو سوتغذیه
28
خلاصه فصل 2
30
فصل سوم : مدلسازی ژنراتور القائی با تغذیه دوبل
31
3-1- مقدمه
32
3-2- عملکرد فوق سنکرون و زیر سنکرون ژنراتور القایی دو سو تغذیه
33
3-3- تبدیل قاب مرجع
35
3-3-1- تبدیل قاب مرجع abc/dq
35
3-3-2- تبدیل قاب مرجع abc به
39
3-4- مدلهای ژنراتور القایی
39
3-4-1- مدل بردار-فضا
40
3-4-2- مدل قاب مرجع dq
43
3-5- مدل مرتبه 3 ژنراتور القایی دو سو تغذیه
45
3-6- بیان پارامترها در سیستم پریونیت
45
فهرست مطالب
عنوان مطالب
شماره صفحه
3-7- کنترل اینورتر متصل به شبکه
47
3-8- کنترل چرخش ولتاژ(VOC)
48
3-9- کنترل چرخش میدان(FOC)
51
خلاصه فصل 3
53
فصل چهارم : طراحی کنترلکننده بهینه فیدبک حالت و خروجی
54
4-1- مقدمه
55
4-2- مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه کنترل توان در DFIG
56
4-3- توصیف سیستم
58
4-4- مدل توربین بادی
59
4-5- مدل ژنراتور القایی دو سو تغذیه
60
4-6- مدل جعبه دنده
61
4-7- مدل فیلتر RL
62
4-8- فضای حالت سیستم
64
4-9- طراحی با جایدهی قطب
67
4-10- طراحی کنترلکننده برای مدل تقویت شده
71
4-11-شبیه سازی
73
4-12- طراحی کنترلکننده PI جهت کنترل سرعت روتور (wr)
83
خلاصه
86
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات
87
پیوستها
91
منابع و مأخذ
92
فهرست منابع فارسی
93
فهرست منابع لاتین
95
چکیده انگلیسی
96
صفحه عنوان انگلیسی
97
اصالت نامه
98
فهرست شکلها
عنوان
شماره صفحه
شکل2-1- توربینهای بادی مدرن واقع در مزرعه بادی
8
شکل2-2- انواع توربینهای بادی
10
شکل 2-3- انواع توربینهای بادی
11
شکل 2-4- دیاگرام سیستم بادی
12
شکل 2-5- منحنی توان بر حسب سرعت باد توربین بادی
13
شکل2-6- کلاسبندی ژنراتورهای الکتریکی که اغلب در توربینهای بادی استفاده میشوند
23
شکل 2-7- منحنی توان، جریان و گشتاور ژنراتور القائی
26
شکل 2-8- منحنی افزایش جریان بر حسب کاهش فرکانس در ماشین القایی
28
شکل 2-9- دیاگرام بلوکی توانهای جاری شده در ژنراتورهای القائی دو سو تغذیه
29
شکل 3-1- ساختار DFIG
32
شکل 3-2- مبدل پشت به پشت
32
شکل 3-3 الف : حالت فوق سنکرون
33
شکل 3-3 ب: حالت زیر سنکرون
34
شکل 3-4- مشخصه گشتاور – سرعت DFIG
34
شکل 3-5- بردار فضای x ومتغیرهای سه فازش xa,xb,xc
36
شکل 3-6- تبدیل متغیرها در قاب ساکن سه فاز(abc) به قاب دو فاز (dq)
37
شکل 3-7- تجزیه بردار فضای x به قاب مرجع گردان (dq)
38
شکل 3-8- دیاگرام ساده شده DFIG
40
شکل 3-9- مدار معادل بردار فضا ژنراتور القایی در قاب مرجع دلخواه
42
شکل 3-10- مدل ژنراتور القایی در قاب سنکرون
43
شکل 3-11- مدل ژنراتور القایی در قاب ساکن
43
شکل 3-12- اینورتر متصل به شبکه در سیستم مبدل بادی
47
شکل 3-13- دیاگرام فاز و PF
48
شکل 3-14- بلوک دیاگرام کنترل چرخش ولتاژ(VOC)
49
شکل 3-15- کنترل چرخش میدان شار روتور
52
شکل 4-1- منحنی مشخصه سرعت – توان توربین در زاویه گام صفر
59
شکل 4-2- سیستم کنترل حلقه باز
69
شکل 4-3- سیستم کنترل حلقه بسته
69
شکل 4-4- خطای حالت دائمی توان راکتیو سمت استاتور
70
شکل 4-5- خطای حالت دائمی توان راکتیو کانورترسمت شبکه (فیلتر RL)
71
شکل 4-6- پاسخ پله توان راکتیو سمت استاتور پیش از بهینه سازی
73
شکل 4-7- پاسخ پله توان راکتیو فیلتر RL پیش از بهینه سازی
74
شکل 4-8- پاسخ پله توان راکتیو سمت استاتور پس از بهینهسازی
74
شکل 4-9- پاسخ پله توان راکتیو فیلتر RL پس از بهینه سازی
75
شکل 4-10- نمودارسیگنال کنترل Vds پس از بهینهسازی
75
شکل 4-11- نمودارسیگنال کنترلVdg پس از بهینهسازی
76
شکل 4-12- نمودارسیگنال جریان مؤلفه d استاتور پس از بهینهسازی
77
شکل 4-13- نمودارسیگنال جریان مؤلفه d فیلتر RL پس از بهینهسازی
77
شکل 4-14- نمودارسیگنال جریان مؤلفه q فیلتر RL پس از بهینهسازی
78
شکل 4-15- نمودارسیگنال جریان مؤلفه q استاتور پس از بهینهسازی
78
شکل4-16- نمودارسیگنال جریان مؤلفه d روتور پس از بهینهسازی
79
شکل4-17- نمودارسیگنال جریان مؤلفه q روتور پس از بهینهسازی
79
شکل4-18- نمودارخطای حالت دائمی توان راکتیو استاتور
80
شکل4-19- نمودارخطای حالت دائمی توان راکتیو کانورتر سمت شبکه
80
شکل 4-20- منحنی تغییرات سرعت روتور بر حسب پریونیت
81
شکل 4-21- پاسخ پله توان راکتیو سمت استاتور در سرعت روتور متغیر
82
شکل 4-22- پاسخ پله توان راکتیو فیلتر RL در سرعت روتور متغیر
82
شکل 2-23- نمودار بلوکی کنترلکننده PI
83
شکل4-24- تعییرات سرعت روتور پس از طراحی کنترلکننده PI
83
شکل4-25- پاسخ پله توان راکتیو استاتور پس از طراحی کنترلکننده PI
84
شکل4-26- پاسخ پله توان راکتیو فیلتر RL پس از طراحی کنترلکننده PI
84
شکل4-27- سیگنال ولتاژ مؤلفه d استاتور پس از طراحی کنترلکننده PI
85
شکل4-28- سیگنال ولتاژ مؤلفه d فیلتر RL پس از طراحی کنترلکننده PI
85
چکیده:
بالا بودن ضریب نفوذ باد در سیستمهای الکتریکی متصل به شبکه، چالشهای جدیدی را در رابطه با پایداری سیستمهای قدرت به دنبال دارد. علیرغم ماهیت تصادفی باد، لازم است تا اطمینان به پایداری شبکههای قدرت تضمین شود. از آنجائیکه یکی از نیازهای جدید شرکتهای تولیدکننده برق ازطریق انرژی باد، تنظیم ولتاژ میباشد، این پایاننامه بر روی کنترل توان راکتیو در نیروگاههای بادی مجهز به ماشینهای القایی دوسوتغذیه متمرکز شده است. در این پایان نامه یک نیروگاه بادی 9 مگاواتی شامل شش عدد توربین بادی 5/1 مگاواتی و ژنراتور القایی دو سو تغذیه ( بطوریکه همه توربینها در یک راستا قرار گرفته و بادهای یکسانی را دریافت میکنند) مدلسازی شده است. در این مدل کانورترهای سمت روتور و شبکه با گین یک در نظر گرفته شدهاند. برای کنترل توان راکتیو جاری شده در استاتور و فیلتر RL (این فیلتر کانورتر سمت شبکه را به شبکه متصل میکند) یک کنترلکننده فیدبک حالت و خروجی طراحی شده بطوریکه خروجیها (توانهای راکتیو جاری شده در استاتور و فیلتر RL)، ورودیهای مرجع را دنبال کنند. بعد از طراحی کنترلکننده فیدبک حالت و خروجی، گینهای این کنترل کننده با استفاده از روش نیوتن بهینه سازی شدهاند. در این مدل در ابتدا سرعت روتور برابر با مقدار ثابتی در نظر گرفته شده، از آنجائیکه سرعت روتور در واقع مقدار ثابتی نیست و با تغییر سرعت باد ورودی به توربین، تغییر میکند و باعث نوسانی شدن توانهای راکتیو میگردد، به همین جهت برای کنترل سرعت روتور نیز یک کنترلکننده PI طراحی شده است. نتایج شبیهسازی عملکرد صحیح سیستم پیشنهادی را نشان میدهد.
فصل اول
پیشگفتار
1-1 مقدمه:
در طول بیست سال گذشته، بهدلیل افزایش قیمت، محدود بودن منابع و اثرات مخرب زیست محیطی سوختهای فسیلی، منابع انرژی تجدیدپذیر بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. در همین حال، پیشرفتهای فنآوری، کاهش قیمت و مشوقهای دولتی باعث شده است تا پارهایی از منابع انرژی تجدیدپذیر مقرون به صرفه و در بازار رقابت پذیر باشند. از این میان، انرژی باد یکی از سریعترین منابع انرژی تجدیدپذیری است که به سرعت در حال رشد و توسعه میباشد. انرژی باد سالهای متمادی است که برای آسیاب کردن دانههای کشاورزی، پمپ کردن آب و دریا نوردی بهکار برده شده است.
کاربرد آسیابهای بادی برای تولید برق به اواخر قرن نوزدهم برمیگردد؛ زمانیکه ژنراتور12 KW DC برای آسیابهای بادی ساخته شدند، اما این تنها در دهه 1980 میلادی است که صنعت به بلوغ کافی و لازم برای تولید برق بهگونهای اثر بخش و کارآمد دست مییابد.
در واقع ازسال 1975 پیشرفتهای شگرفی در زمینه توربینهای بادی در جهت تولید برق بهعمل آمده است. در سال1980 اولین توربین برق بادی متصل به شبکه سراسری نصب گردید. بعد از مدت کوتاهی اولین مزرعه برق بادی چند مگاواتی در آمریکا نصب و به بهره برداری رسید. درپایان سال 1990 ظرفیت توربینهای برق بادی متصل به شبکه در جهان به 200MW رسید که توانایی تولید سالانه 3200Gwh برق را داشته که تقریباً تمام این تولید مربوط به ایالات کالیفرنیا آمریکا و کشور دانمارک بود.[1]
امروزه کشورهای دیگر نظیر هلند، آلمان، بریتانیا، ایتالیا، اسپانیا، چین و هندوستان برنامههای ملی ویژهایی را در جهت توسعه و عرضه تجاری انرژی باد آغاز کردهاند.
در طول دو دهه گذشته، مجموعه متنوعی از پیشرفتهای تکنولوژی در صنایع تولید برق بادی بسط و توسعه یافته، بنحویکه نسبت تبدیل مؤثر تولید برق از باد و کاهش هزینه آن به صورت چشمگیری بهبود یافته است. توان توربینهای بادی از چندین کیلووات به چندین و چند مگاوات در هر توربین افزایش یافته است. علاوه بر نصب توربینها برروی خشکی، توربینهای بادی بزرگتر به مناطق ساحلی دریاها رانده شدهاند تا ضمن کاهش اثرات سوء آنها بر مناظر و مناطق خشکی، بتوانند انرژی بیشتری را جذب کنند.
1-2 انرژی باد:
هنگامی که تابش خورشید به طور نامساوی به سطوح ناهموار زمین میرسد سبب ایجاد تغییرات در دما و فشار میگردد و در اثر این تغییرات باد به وجود میآید. همچنین اتمسفر کره زمین به دلیل حرکت وضعی زمین، گرما را از مناطق گرمسیری به مناطق قطبی انتقال میدهد که این امر نیز سبب به وجود آمدن باد میگردد. جریانات اقیانوسی نیز به طو مشابه عمل نموده و عامل 30٪ انتقال حرارت کلی در جهان میباشند. در مقیاس جهانی این جریانات اتمسفری بهصورت یک عامل قوی جهت انتقال حرارت و گرما عمل مینمایند. دوران کره زمین نیز میتواند در برقراری الگوهای نیمه دائم جریانات سیارهایی در اتمسفر، انرژی مضاعف ایجاد نماید. در حقیقت همانطور که عنوان شد باد یکی از صورتهای مختلف انرژی خورشیدی میباشد که دارای یک الگوی جهانی پیوسته است.[2]
تغییرات سرعت باد، ساعتی، روزانه و فصلی بوده و متاثر از هوا و توپولوژی سطح زمین میباشد. بیشتر منابع انرژی باد در نواحی ساحلی و کوهستانی واقع شدهاند.
1-3 مزایای بهره برداری از انرژی باد:
مشکلات عمده در نیروگاههای بادی عمدتاً شامل تغییرات در ولتاژ و فرکانس شبکه، عدم تعادل فازها و قطع شدن ناگهانی یک یا تمامی فازها و تغییرات شدید در سرعت باد است که باعث ناپایداری سیستم میشود.[3] در رابطه با هر یک از این مشکلات تحقیقات و مطالعات متعددی صورت پذیرفته است. برای مثال در خصوص مشکلات مرتبط با ماهیت تصادفی باد میتوان به تحقیقهای [4و5] اشاره نمود که در این تحقیقات سیستم دینامیکی غیر خطی توربین بادی مدلسازی شده و یک کنترل کننده فیدبک بهینه تصادفی برای این سیستم طراحی شده است. در تحقیق [6] نیز به ارزیابی و مقایسه توربینهای سرعت ثابت و متغیر جهت بهینه سازی دریافت انرژی بادی پرداخته شده است.
1-4 اهمیت کنترل توان راکتیو در نیروگاههای بادی
با افزایش استفاده از انرژی باد در شبکههای قدرت، تولید توان و پایداری شبکه موضوعاتی کلیدی در دهه اخیر شده است. وابستگی به شرایط واقعی باد همچنان یک فاکتور ریسکی در نگهداری سطح متوازنی میان عرضه انرژی و تقاضای آن به عنوان شرط اصلی برای عملکرد قابل اطمینان از سیستم توان الکتریکی است.[7]
بررسی بهعمل آمده در آمریکا و کانادا در سال 2003 نشان داده که با کنترل توان راکتیو میتوان از قطعیهای متوالی خطوط انتقال و واحدهای تولیدی جلوگیری کرد. بنابراین بعضی از پیشنهادات پیرامون این موضوع ارائه شده است[8].
شرکتهای برق اروپایی راهبردهایی را برای اتصال مزارع بادی به خطوط انتقال با سطح ولتاژ بالا ارائه کردهاند. این استانداردهای شبکه (کدهای شبکه[1]) الزامات مشابهی (نظیر پایداری شبکه در عملکرد عادی و تحت شرایط خطا) که برای سیستمهای تولیدی متداول بوده را، برای مبدلهای توان بادی نیز وضع کردهاند. در مدت عملکرد نرمال، این استانداردها (پایداری شبکه در عملکرد عادی و تحت شرایط خطا) به معنای قابلیت تنظیم فرکانس، از طریق کنترل توان اکتیو و تنظیم ولتاژ از طریق کنترل توان راکتیو است.
یکی از انواع توربینهای بادی سرعت متغیر، توربینهای بادی با ژنراتورالقایی دو سو تغذیه (DFIG) میباشد که امروزه به عنوان یکی از رایجترین و پرطرفدارترین توربینهای بادی در جهان بهحساب میآید. در این پایان نامه یک مزرعه بادی مجهز به این نوع توربین بادی به همراه سیستم کنترل توان راکتیو با استفاده از نرم افزار متلب ارئه شده است.
تا کنون روشهای مختلفی برای کنترل توان توربینهای بادی DFIG ارائه شده است که از جمله آن میتوان به تولید توان اکتیو تحت شرایط نامتعادل [10]، کنترل جداگانه گشتاور الکترومغناطیسی و توان راکتیو برای ژنراتورهای دو سو تغذیه[2] (DFIG)[11]، کنترل توان با استفاده از ازکانورتر منبع جریان [12] و کاربرد کانورتر سمت شبکه به صورت یک فیلتر اکتیو موازی برای تولید توان راکتیو و جبران هارمونیک و استفاده از اینورتر سمت روتور (RSI) تنها برای تولید توان اکتیو [13] ارائه شده است.
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه28
اگر سادگی باعث ایجاد آرامش و رسیدن به حسی خوب در شما میشود ، محدود کردن انتخاب رنگهای بکار رفته درحمام تان به دو رنگ سفید و آبی انتخاب هوشمندانه و زیبایی است. هنگامى که مى خواهید بعد از یک روز کارى طولانى به حمام بروید حتماً نیاز به آرامش دارید و این رنگ ها به شما این اجازه را مى دهند که در فضایى آرام قرار بگیرید.
استفاده از کاشی های ریز با سایه های مختلف رنگ آبی در دیوار پشت سینک دستشویی علاوه براینکه از مرطوب و خراب شدن دیوار جلوگیری می کند باعث زیباتر شدن حمام در نتیجه ظرافت کاشیها می شود. دو کمدچه سفید با طبقات ویترینی نیز امکان قرار دادن حوله ها ، مواد شوینده وسایر وسایل مورد نیاز را به ما می دهد. برای قرار دادن حوله های دستی از چارچوب فلزی زیر دستشویی که در عین زیبایی کم ترین فضا را اشغال کرده است ، استفاده کنید. برای تزئین ، شیشه ها و تنگهای رنگی خوش ترکیب و همینطور گیاهان سبز کوچک انتخاب زیبا و کم هزینه ای هستند.
سفیدی ، پاکی
قبلا در مورد چیدمان سرویس بهداشتی به روش مینی مالیستی با هم صحبت کردیم این بار تصاویری از سرویس بهداشتی هایی رو انتخاب کردم که رنگ زمینه اصلی ( دیوار و کف) اونها سفید هست و در پس زمینه از لوازمی با رنگهای مکمل و یا متضاد استفاده شده ، انتخاب رنگ سفید در پس زمینه که در رنگ دیوارها و کف نمود پیدا میکنه باعث وسیع جلوه دادن محیط شده وهمینطور تاکید ذهنی بیشتربر پاکیزگی محل داره ، برای بدست آوردن نتیجه ای با این مشخصات بایستی لوازم و اشیای مورد نیاز رو از یک رنگ انتخاب کنیم و از بکار گیری رنگهای مختلف خودداری کنیم البته رنگ انتخابی کاملا سلیقه ای هست و بسته به علاقه شما میتونه متفاوت باشه ، اگر در انتخاب رنگ مردد هستید می تونید قبل از هر کاری محل مورد نظر رو با رنگهای مختلف در نظر بگیرید و بعد بهترین ترکیب رنگ رو انتخاب کرده …….
پیشنهاد من: سفید و سیاه - سفید وقرمز - سفید و صورتی - سفید و قهوه ای و سفید و آبی.
اقدام پژوهی چگونه توانستم دانش آموزان مدرسه را به مطالعه و کتابخوانی علاقه مند کنم؟
فایل ورد و قابل ویرایش
در 21 صفحه
چکیده
اینجانب ..... معاون آموزشی آموزشگاه .... شهرستان .... در این تحقیق تلاش کرده ام تا با بررسی علل و عوامل ضعف دانش آموزان مدرسه ام در زمینه مطالعه و کتابخوانی به بهبود آن بپردازم. با شروع سال تحصیلی و گذشت چند هفته ، متوجه شدم که دانش آموزان کلاس، انگیزه و مهارت کافی در زمینه انجام مطالعه و کتابخوانی را ندارند. به همین سبب درپی کشف دلایل آن برآمدم و با مطالعه و تحقیق توانستم به برخی عوامل و دلایل دست یابم. به نظر می رسید که مهمترین عوامل این مساله، فرهنگ حاکم بر خانواده ها و شیوه و روشهای تدریس معلمان و به عبارتی بهتر، نگاه معلمان و اولیا به مطالعه و کتابخوانی دانش آموزان بود. ضعف دانش آموزان در زمینه پژوهش و مطالعه و مهارتهای آن مربوط به یک یا چند دانش آموز نمی شد و محدود و جزئی نیز نبود؛ به همین سبب دقت و مطالعه بیشتری را طلب می کرد. برای اینکه به نتیجه قابل قبولی دست یابم علاوه بر کتابهایی در زمینه پژوهش و مطالعه و ... نیازمند مطالعه کتب درسی و اشراف کامل به اهداف و روشهای تدریس آن داشتم. علاوه بر آن، همکاری اولیای دانش آموزان در رسیدن به اهداف، بسیار موثر و مهم بود. همچنین باید علاوه بر آموزش روشهای تحقیق و مطالعه، تلاش می کردم تا با ایجاد تمرکز و انگیزه در دانش آموزان ، دروناً و قلباً آنها را به سمت و سویی که در نظر داشتم سوق می دادم. برای این کار به یک برنامه ریزی دقیق و به قولی جامع و مانع نیاز داشتم. در برنامه هایی که تدوین کردم از زنگهای دروسی مانند انشا، هنر ، علوم تجربی، هدیه های آسمان و... استفاده کردم و به گونه ای برنامه ریزی کردم که فعالیتهای تدوین شده در راستا و مکمل دروس دیگر باشد.با انجام این فعالیت ها و پس چند ماه ، بیشتر دانش آموزان به اهدافی که از پیش تعیین شده بودند رسیدند و با انگیزه و رعایت اصول و قواعد به تحقیق، مطالعه و ... می پرداختند. علاقه به خرید کتاب و کتابخوانی رو به فزونی نهاد. در بحث و نقد گروهی، استدلال و منطق را در حد خود رعایت می کردند و ... .
.
.
.
.