۵۵۲۵پ
per
اتصال توربین بادی PMSG به شبکه با استفاده از مبدل منبع امپدانسی
/مجید کلانتری
تبریز :دانشگاه‌تبریز ،دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
۱۴۸ ص
چاپی
کارشناسی‌ارشد
برق قدرت
۱۳۸۸/۱۱/۲۷
تبریز :دانشگاه‌تبریز ،دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
همزمان با گسترش استفاده از انرژی باد فن‌آوریهای متفاوتی نیز برای توربین‌های بادی توسعه یافته‌است .در سالهای گذشته باتوجه به مزیت‌های ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم (PMSG) از جمله بازدهی بالا و امکان حذف گیربکس از این نوع ژنراتورها در توربین‌های بادی استفاده شده‌است .توربین‌های بادی سرعت متغیر باتوجه به مزایایی ازقبیل امکان کنترل حداکثر توان توربین بادی، افزایش کیفیت توان تزریقی به شبکه و کنترل توان راکتیو بسیار موردتوجه قرار گرفته‌اند .در سیستم‌های بادی سرعت متغیر ژنراتور توسط ادوات الکترونیک قدرت کنترل و به شبکه متصل می‌شود .مبدل منبع ولتاژ یکی از ادوات مورد استفاده در سیستم‌های توربین بادی سرعت متغیر است .این مبدل دارای مشکلاتی نظیر محدودیت رنج عملکرد و حساسیت به نویزهای الکترومغناطیسی (EMI) است و تنها به‌صورت کاهنده عمل می‌کند .لذا برای کاربردهایی که نیاز به افزایندگی داشته‌باشد نیاز به تبدیل دو مرحله‌ای با استفاده از مبدل افزاینده DC است .اخیرا مبدل منبع امپدانسی به‌عنوان جایگزینی مناسب برای مبدل‌های منبع ولتاژ پیشنهاد شده‌است .این مبدل با یک تبدیل تک مرحله‌ای توانایی عملکرد به صورت کاهندگی و افزایندگی را دارد.در این پژوهش توربین بادی سرعت متغیر با استفاده از ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم مدنظر است که با استفاده از مبدل منبع امپدانسی کنترل و به شبکه متصل می‌شود .مبدل منبع امپدانسی دارای دو درجه آزادی برای کنترل است که با استفاده از آنها امکان کنترل حداکثر توان توربین بادی وانتقال توان تولیدی به شبکه فراهم می‌شود .در ضمن سایر سیستم‌های توربین بادی براساس PMSG نیز مطالعه و با سیستم ارائه‌شده براساس مبدل منبع امپدانسی مقایسه شده‌اند .نتایج نشان می‌دهد که سیستم ارائه‌شده براساس مبدل منبع امپدانسی نسبت به سایر سیستم‌های موجود از لحاظ حفظ کیفیت توان شبکه عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد و از لحاظ راندمان عملکرد قابل قبولی دارد .این سیستم‌ها از لحاظ TSDPR که ملاکی از هزینه نیمه‌هادی‌ها است مقایسه شده‌اند و نتایج حاصله نشان می‌دهد که سیستم ارائه‌شده از لحاظ هزینه نیز توانایی رقابت با سایر سیستم‌های مشابه را دارا است
Several technologies are developed for wind turbines along with the increasing utilizations of wind energy. Permanent magnet synchronous generators (PMSG) are greatly used in wind turbines in recent years due to their advantageous such as high efficiency and possibility of neglecting gearbox. The variable speed wind turbines are greatly under attention due to capabilities like the maximum power control possibility, increasing the quality of the power injected to grid and reactive power control. In the variable speed wind turbines, the generator is controlled and connected to grid through power electronic devices. The voltage source inverters (VSI) are one of the devices used in variable speed wind turbines. These inverters face with problems such as restricted operation range and sensitivity to Electro Magnetic Interference (EMI). VSI operates just in buck mode. For applications, require boosting, it is necessary to use two-stage inversion via the boost converter. The Z-source inverter is recently proposed as a proper replacement of VSI. This kind of inverters is able to operate in boost and buck modes with a single-stage inversion. In this thesis, the PMSG based variable speed wind turbine, which is controlled and connected to grid through a ZSI, is under attention. ZSI possesses two degrees of freedom using which it is possible to control the maximum power of wind turbine and transfer the generated power to grid. Other PMSG based wind turbines are investigated and compared with the ZSI based proposed system. The results show that from power quality point of view, the ZSI based system shows better functionality in comparison with the existing systems and has an acceptable efficiency. The systems are compared considering TSDPR, which is a good measure for semiconductors cost and losses. The results show that the proposed system is able to economically compete with the existing systems.
Wind Energy Conversion System
Voltage Source Inverter
Permanent Magnet Synchronous generator
Z-Source Inverter
Boost Converter
Maximum Power Point Tracking
Back to Back Converters
کلانتری، مجید
فیضی، محمدرضا، استاد راهنما
بناءشریفیان، محمدباقر، استادراهنما
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
