واحد خمینی شهر

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشدM.Sc

گرایش مهندسی برق- قدرت

 

  کنترل زاویه خمش و ژنراتور توربین بادی  با بهره گیری از کنترل کننده های مرتبه بالا وانتگرالی مود لغزشی

 

 

استاد راهنما:

دکتراحمد حاجی پور

 

استاد مشاور:

دکترمیلاد دولتشاهی

پاییز 93

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

چکیده

توربین های بادی به عنوان یکی از ابزار تولید انرژی الکتریکی از انرژی های تجدید پذیر و پاک مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته می باشد. بحث کنترل توربین به مقصود تولید توان بیشتر و مقرون به صرفه بودن بهره گیری از آن در برابر سوخت های فسیلی، روش های مختلف کنترلی را به چالش کشیده می باشد. در پژوهش حاضر هدف بهره گیری از کنترل کننده های مود لغزشی به علت مقاوم بودن آن برای بهبود توان خروجی و تثبیت آن در مواقع لزوم می باشد. برای این مقصود از کنترل کننده های انتگرالی برای بیشینه کردن توان خروجی و نیز از کنترل کننده های مرتبه بالا برای تثبیت توان به مقصود جلوگیری از آسیب دیدن توربین بهره گیری شده می باشد. نتایج حاصل نشان دهنده عملکرد مناسب و مطلوب کنترل کننده های به کار رفته در سیستم می باشد. سیستم کنترلی آغاز توان خروجی را به بیشینه ترین حالت خود می رساند و سپس برای جلوگیری از اسیب دیدن توربین آن را در مقدار مطلوب مورد نظر تثبیت می نماید. دقت عملکرد کنترل کننده در این سیستم با در نظر داشتن خروجی های بدست آمده مناسب می باشد و سیستم در کمتر از چند ثانیه کنترل می گردد.
واژه های کلیدی:
 
توربین بادی،  زاویه خمش، کنترل کننده مود لغزشی انتگرالی ، کنترل کننده مود لغزشی مرتبه بالا
 

فهرست مطالب

عنوان                                              صفحه
فهرست جدول‌ها ‌ج
فهرست شکل‌‌ها   ‌د
فصل 1-  مقدمه    1
1-1-  پیشگفتار. 1
1-2-    مروری بر ادبیات پیشین: 2
1     -3 -ژنراتورهای القایی قفس سنجابی (SCIG)………………………………………………………………..  5
1   -4- ژنراتورهای القایی تغذیه دوبل (DFIG)……………………………………………………………………….6
1-5 ژنراتورهای سنکرون (EESG)  …………………………………………………………………………………8
فصل 2- انرژی باد و مدلسازی توربین بادی: 28
2-1-    مقدمه    29
2-2-    توربین بادی.. 29
2-3-    مدلسازی توربین بادی.. 32
2-4-    نتیجه گیری.. 42
فصل 3- کنترل کننده 44
3-1-    ناحیه کارکرد توربین بادی.. 44
3-2-    کنترل مود لغزشی مرسوم. 45
3-3-    رویتگر مود لغزشی.. 49
3-4-    کنترل مود لغزشی انتگرالی.. 51
3-5-    کنترل مود لغزشی پیچشی شدید. 54
3-6-    کنترل مود لغزشی مرتبه 2. 56
فصل 4- طراحی کنترل کننده 58
4-1-    مدل سرعت باد مورد بهره گیری. 58
4-2-    مدل انتخابی برای توربین مورد بهره گیری. 59
4-3-    کنترل کننده طراحی شده. 60
4-3-1-  طراحی کنترل کننده زاویه خمش توربین.. 63
4-4-    نتایج بهره گیری از کنترل کننده. 68
 
فصل 5-    نتیجه گیری.. 76
فهرست مراجع    78
فهرست جدول‌ها
عنوان                                                                                                      صفحه
جدول 1-1 مقایسه انواع ژنراتور………………………………………………………………………………………11
جدول ‏4‑1  پارامترهای مربوط به توربین.. 68
جدول ‏4‑2  ضرایب مربوط به کنترل کننده ها 68
 
فهرست شکل‌‌ها
عنوان                                                                                                      صفحه
شکل  ‏1‑1 توربین بادی اسمیت-آتنام[3] …………………………………………………………………….2…………
شکل 1-2 توپولوژی‌های مختلف توربین‌های بادی……………………………………………………………………..4
شکل 1-3 انواع ژنراتورهای مورداستفاده در توربین‌های بادی………………………………………………………….5
شکل 1-4  ژنراتور القایی قفس سنجابی………………………………………………………………………………………5
شکل 1-5   شمای مداری ژنراتور………………………………………………………………………………………………7
شکل 1-6 ژنراتورهای القایی تغذیه دوبل (DFIG)……………………………………………………………………….7
شکل 1-7ژنراتورهای سنکرون (EESG)…………………………………………………………………………………….8
شکل 1-8  ژنراتور مغناطیس دائم………………………………………………………………………………………………9
شکل  ‏1‑9   راندمان ژنراتورهای مختلف…………………………………………………………………………………..12
شکل  ‏1‑10  کنترل فرض شده مود لغزشی مرتبه دو[4] ……………………………………………………………..13  شکل  ‏1‑11 کنترل فرض شده بر اساس رویتگر و کنترل کننده مواد لغزشی[5]………………………………..14
شکل‏1‑12کنترل کننده مود لغزشی فازی[6]……………………………………………………………………………..14
شکل‏1‑13 کنترل کننده مود لغزشی مرتبه 2 چند ورودی- چند خروجی……………………………………………… 16
شکل 1-14  نمای کنترل کننده به کار رفته در سیستم…………………………………………………………………18
شکل 1-15 کنترل کننده مود لغزشی توان اکتیو و راکتیو…… ……………………………………………………….19
شکل 1- 16 کنترل زاویه خمش توسط کنترل کننده مود لغزشی[15] ………………………………………….0..2
شکل 1-17 کنترل کننده ترکیبی به کاررفته بر روی توربین بادی[16]……………………………….21……….
شکل 1- 18 کنترل کننده مود لغزشی فازی همراه با شبکه عصبی توابع بنیادی شعاعی[17]………………..22
شکل 1-19 طرح سیستم کنترل توربین بادی  [ 25]……………………………………………………………………..25
شکل 1-20 طرح کنترل کننده  PIDبرای توربین بادی………………………………………………………..25……
شکل 1-21   طرح کنترل کننده LQG برای توربین بادی………………………………………………………..26..
شکل 1-22 طرح کنترل کننده چند متغیره…………… ………………………………………………………………..26
شکل 1-23 ضریب جذب  نسبت به نرخ پیک سرعت [55]…………………………………………………….27
شکل  ‏2‑1 انواع توربین های بادی……………………………………………………………………………………….29
شکل  ‏2‑2  انواع توربین های بادی عمودی……………………………………………………………………………30
شکل  ‏2‑3  توربین بادی افقی……………………………………………………………………………………………..31
شکل  ‏2‑4   مد لسازی سرعت باد…………………………………………………………………………………………33
شکل  ‏2‑  5  نمودار سرعت باد……………………………………………………………………………………………..34
شکل  ‏2‑6 نیروهای وارده بر پره……………………………………………………………………………………………..35
شکل  ‏2‑7 مدل سازی سیستم متحرکه توربین بادی………………………………………………………………….38
شکل  ‏2‑8  شمای داخلی محرک زاویه خمش……………………………………………………………………….42
شکل  ‏3‑1 نواحی کاری توربین بادی…………………………………………………………………………………..45
شکل  ‏3‑2  پدیده وزوز……………………………………………….…………………………………… 49
شکل  ‏3‑3 شمایی از عملکرد مطلوب الگوریتم پیچشی شدید………………………………………………………55
شکل  ‏4‑1 سرعت باد مدل شده………………………………………………………………58
شکل  ‏4‑2  نمودار سرعت باد…………………………………………………………………69
شکل  ‏4‑3  ضریب جذب  توبین………………………………………………………………70
شکل  ‏4‑4 ورودی زاویه خمش……………………………………………………………..70
شکل  ‏4‑5  زاویه خمش…………………………………………………………………….71
شکل 4‑6   سرعت روتور…………………………………………………………………….72
شکل  ‏4‑7  سرعت روتور و مقدار مطلوب ان در کنترل کننده زاویه خمش ………………………72
شکل  ‏4‑ 8 دنبال کردن مطلوب جریان q روتور به مقصود دریافت بیشترین توان……………………73
شکل  ‏4‑9  توان اکتیو ژنراتور …………………………………………………………………………………………….73
شکل  ‏4‑10  توان ایرودینامیک توربین………………………………………………………..74
شکل  ‏4‑11 جریان کنترل شده توربین…………………………………………………………74
شکل  ‏4‑12 توان راکتیو خروجی……………………………………………………………..75
 
فصل اول
 
پیشگفتار

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود سمینار ارشد برق قدرت: بررسی روش های جدید و مدرن کنترل موتورهای القایی

فصل 1-           مقدمه

1-1-    پیشگفتار

با در نظر داشتن اهمیت بسیار زیاد انرژی در زندگی امروز و افزایش قیمت و نیز محدودیت سوخت­های فسیلی موجود، دنیای امروز به سمت بهره گیری از انرژی­های تجدیدپذیر برای تولید انرژی الکتریکی مورد نیاز خود روی آورده می باشد. انرژی باد در حال حاضر سریع­ترین رشد را در بین منابع انرژی الکتریکی داراست. در آمریکا که در حال حاضر حدود 1­ درصد از انرژی الکتریکی ملی آن از انرژی باد تامین می­گردد، ظرفیت تولید 20درصد از انرژی الکتریکی این کشور از انرژی باد بدون تغییر اساسی در شبکه توزیع برق هست. با وجود این هنوز مسائل حل نشده زیادی در مورد توسعه توان باد هست.[[i]]
انرژی باد برای مدت زمان زیادی­ می باشد که مورد بهره گیری قرار گرفته ­می باشد. اولین زمینه کاربردی آن در حدود 5000 سال قبل برای حرکت دادن قایق­ها در طول رودخانه نیل بوده­ می باشد. اولین آسیاب­بادی­های ساده در اوایل قرن 7 در ایران برای اهداف آبیاری و نیز آسیاب­کردن دانه­ها بهره گیری­ گردید. در اروپا از زمانی که کراسیدور[1] آسیاب­های بادی را در حدود قرن 11 معرفی نمود، انرژی باد مورد بهره گیری قرار گرفت. سازه­­ی آنها بر اساس چوب بود و برای محصور­کردن باد آنها به صورت دستی آسیاب را حول ستون اصلی آن می­چرخاندند. در سال 1745 وسیله­ای با نام دم چتری[2] اختراع گردید که به عنوان یکی از مهمترین پیشرفت­ها در تاریخچه آسیاب­های بادی محسوب می­گردید. این وسیله به صورت خودکار توربین را رو به باد می­چرخاند. در­پوش­های چوبی می­توانستند به صورت دستی یا خودکار باز و بسته شوند تا مقدار ثابتی از باد را در سرعت­های متغیر باد محصور کنند. مفهوم پیشرفته­تر آسیاب­های بادی در انقلاب­صنعتی اظهار گردید. میلیون­ها آسیاب­بادی در طی قرن نوزدهم در ایالات متحده آمریکا ساخته گردید که دلیل افزایش چشمگیر بهره گیری از آن به خاطر پیشرفت در آمریکای غربی بود. خانه­های جدید و کشاورزان نیاز به راه­هائی برای بیرون آوردن آب داشتند. طریقه انقلاب صنعتی بعدها باعث کاهش بهره گیری از آسیاب­های بادی گردید.[[ii]]
[1] crusaders
[2] fantail
[[i]] J.H. Laks, L.Y. Pao, A.D. Wright, “Control of Wind Turbines: Past, Present, and Future”, American Control Conference, 2009, pp.2096 – 2103.
[[ii]]   R.L. Hills, “Power from wind: a history of windmill technology.” Cambridge University Press, Cambridge, 1994
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
تعداد صفحه :94
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دسته‌ها: مهندسی برق