پیاده سازی کنترل بهینه برای سیستم توربین بادی DFIG مبتنی بر الگوریتم های شبکه های عصبی و ژنتیک : پایان نامه ارشد مهندسی برق

پیاده سازی کنترل بهینه برای سیستم توربین بادی DFIG مبتنی بر الگوریتم های شبکه های عصبی و ژنتیک : پایان نامه ارشد مهندسی برق

پایان نامه ای که به شما همراهان صمیمی فروشگاه مسترداک معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته برق  و با عنوان پیاده سازی کنترل بهینه برای سیستم توربین بادی DFIG مبتنی بر الگوریتم های شبکه های عصبی و ژنتیک در ۹۶ صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب مهندسی برق قرار گیرد.

 

چکیده پایان نامه پیاده سازی کنترل بهینه برای سیستم توربین بادی DFIG مبتنی بر الگوریتم های شبکه های عصبی و ژنتیک :

امروزه در میان چندین توپولوژی توربین بادی ، غالباً از توربین های بادی سرعت متغیر با بکارگیری ژنراتور القایی دو سو تغذیه ای (DFIG)[1] استفاده میشود [۱]. از جمله مزایای نیروگاههای بادی مجهز به DFIG می توان به موارد زیر اشاره کرد: انعطاف پذیری لازم برای کنترل توان اکتیو و راکتیو، قابلیت ردیابی حداکثر توان (MPPT)[2] توسط کنترل کننده سرعت ، استرس مکانیکی کم و مقیاس کوچک مبدل پشت به پشت

کنترل توان در توربین های بادی سرعت ثابت به صورت مکانیکی و در توربین های سرعت متغییر هم بصورت مکانیکی و هم بصورت الکتریکی انجام میگیرد.

در این پژوهش روش کنترلی شبکه عصبی ، کنترل بهینه وکنترل ترکیبی بکارگرفته شده مربوط به قسمت الکتریکی میباشد زیرا کنترل کننده های مکانیکی سرعت عملکرد پایینی دارند و با توجه پیش بینی رفتار باد و تولید توان آتی بصورت پایدار از این روش استفاده میشود. هدف این سیستم ، کنترل توان اکتیو و راکتیو خروجی و به عبارت دیگر حداقل کردن زمان رسیدن به توان مطلوب میباشد

ورودی های کنترلی عبارتند از: ولتاژ خط، جریان سه فاز استاتور، جریان سه فاز خط، جریان روتور، ولتاژ DC ، زوایه رتور، سرعت زاویه ای توربین. خروجی های کنترل کننده عبارتند از: پالس های مبدل AC-DC-AC در سمت شبکه و روتور، زاویه [۵]pitch، توان اکتیو و راکتیو می باشد. در این پژوهش به پیاده سازی کنترل بهینه برای سیستم توربین بادی DFIG مبتنی بر الگوریتم های شبکه های عصبی و ژنتیک[۶] می پردازیم.  در ادامه به بررسی ساختار سیستم پیاده سازی و ویژگی های کلی آن می پردازیم. در نهایت به ارائه الگوریتمی ترکیبی بر اساس سیستم شبکه عصبی و ژنتیک می پردازیم.

تابع هدف ما کمینه کردن زمان رسیدن به حالت ماندگار در کنترل توسط شبکه عصبی ، کنترل بهینه و کنترل ترکیبی است. زمانکل شبیه سازی ۵ ثانیه و رسیدن به حالت ماندگاردر حالت قبل از شبیه سازی ۰٫۲ ثانیه است که در حالت شبیه سازی با شبکه عصبی و بهینه به ترتیب ۰٫۱۸ و  ۰٫۱۶ ثانیه می باشدکه نسبت به حالت قبل کمتر شده است. همچنین پایداری ولتاژ سیستم نیز سریعتر شده ۰٫۱ ثانیه رسیده است.

 

 

مروری بر تکنولوژی توربین های بادی مورد استفاده در سیستم های قدرت

اولین توربین بادی در اواخر قرن ۱۹ ساخته شد. در سال ۱۸۸۷، Brush آنچه را که امروزه بر آن معتقدند اولین توربین بادی برای تولید الکتریسیته بوده است را ساخت. این توربین بسیار بزرگ بود اما اندازه توان تولیدی آن در حدود مقدار بسیارکم  ۱۲KWبود. مطالعات روی انرژی بادی از اوایل قرن بیستم آغاز گردید و اولین مجله انرژی بادی توسط Poullacour 1864-1908)) منتشر گردید. طی سالهای ۱۹۴۰-۱۹۵۰ دو پیشرفت مهم حاصل گردید.

ساخت توربین با ساختار سه تیغه ای و جایگزینی ژنراتور  ACبا ژنراتور DC. در سالهای ۱۹۷۰ محدودیت های نفتی سبب روی آوردن بیشتر به سمت انرژی بادی گردید و ظرفیت آنها به چند صد کیلو وات رسید. توربین های در اندازه MW ساخته شدند. در اواخر ۱۹۹۰  انرژی بادی به عنوان یک منبع انرژی بزرگ در سراسر جهان با رویکردی جدید مواجه گردید.

با پیشرفت های فراوان در علم الکترونیک – قدرت ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه (DFIG) رایج ترین در صنعت نیروگاههای بادی شده و کاربرد آنهااز ژنراتورهای القایی قفس سنجابی رایج تا آن زمان بیشتر شده است.افزایش نرخ حضور این نیروگاهها مسایل و مشکلات عدیده ای را مخصوصا در حین وارد و خارج کردن از شبکه می تواند در پی داشته باشد.

مقدمه ای بر نیروگاه های بادی با ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه (DFIG)

ژنراتورهای القائی دو سو تغذیه، رایج ترین تکنولوژی حال حاضر در زمینه انرژی باد می باشند. شمای یک  DFIG به شکل زیر می باشد.

 

 

برخی از مشخصات این ژنراتور در ذیل آمده است :

رتور آن سه فاز سیم پیچی شده، تغذیه شده توسط VSC  (مبدل منبع ولتاژ، Voltage Source Converter ) با مقدار و فرکانس متغیر از طریق رینگ لغزان می باشد. کنترل سرعت ، با استفاده از کنترل توان الکتریکی مرجع در مبدل با استفاده از زاویه پیچش توربین می باشد. کنترل مبدل سمت رتور (Rotor Side Converter) که به کنترل توان اکتیو و راکتیو سمت استاتور میانجامد. این امر توسط کنترل دینامیکی سریع اندازه و فاز EMF تغذیه شده به رتور صورت می گیرد.

کنترل مبدل سمت خط (Line Side converter)، مقدار ولتاژ لینک DC را ثابت نگه می دارد و توان راکتیو اضافه را به شبکه انتقال می دهد. مزیت اصلی DFIG  توانایی عملکرد آن در محدوده سرعت بالاتر و تولید یا مصرف توان راکتیو از مغناطیس تامین شده توسط مبدل سمت رتور (RSC) است. ژنراتورهای القایی بر روی پایداری ولتاژ اثر منفی دارد. علت این امر جذب توان راکتیو توسط این ژنراتورها از شبکه می باشد.

در واقع برای جبران توان راکتیو باید از بانک های خازنی و یا ادوات جبرانسازی توان راکتیو نصب شده در محل ژنراتور القایی بهره برد. بسیاری از مشکلات و اغتشاشات موجود در شبکه به هنگام وصل و قطع توربین های بادی به آن اتفاق می افتد. در حین گذرای پس از اغتشاش مقادیر فیلکر، هارمونیک، نوسانات فرکانس و ولتاژ به شدت افزایش می یابد. بطوری که به عنوان مثال در برخی از شبکه های مستقل سطح فرکانس و ولتاژ بیشتر ازHz1 و۱ pu.00.05- کاهش  می یابد.

نیروگاههای بادی (که غالبا از ژنراتورهای القایی بهره می گیرند) بعلت مصرف توان راکتیو، همواره باید به همراه جبرانسازی های مناسب توان راکتیو به منظور بهبود عملکرد سیستم های توزیع مورد استفاده قرار گیرند همگامباتوسعهمیزانتولیدبرقازباد،ادواتمورداستفادهبرايجذبوتبدیل انرژيبادبهانرژيالکتریکینیزبارشدقابلتوجهیروبروشدهکه دراینبینژنراتورهايالقاییدوسوءتغذیهدارايعملکردنسبتابهترينسبتبه سایرژنراتورهايالقاییمیباشند. یکی از مشکلاتی که به طور معمول در مورد توربین های بادی مطرح می شود تولید حداکثر توان الکتریکی به ازای سرعت های مختلف باد است .

 

مزایای سیستم های توربین بادی مجهز به ژنراتور القائی دو سو تغذیه

در نتیجه ثابت بودن فرکانس الکتریکی شبکه و تنظیم فرکانس الکتریکی روتور ,امکان کنترل سرعت مکانیکی و جذب حداکثر توان از توربین بادی وجود دارد .

استهلاک ادوات مکانیکی سیستم کاهش می یابد .

توان نامی مبدل های الکترونیک قدرت مورد استفاده در توربین بادی مجهز به ژنراتور القائی دوگانه تغذیه کوچک است.

هزینه پایین مبدل و اینورتر، بعلت اینکه نرخ مبدل حدود ۲۵% توان کل DFIG  می باشد.

قابلیت کنترل ضریب توان و جبرانسازی توان راکتیو.

بهبود راندمان توربین بادی.

انواع توربین های بادی در حالت کلی

گروه اول ژنراتور توربین بادی سرعت ثابت ژنراتورهای قفسه سنجابی است که به طور مستقیم به شبکه متصل می شود در این نوع توربین ها سرعت ژنراتور توسط ادوات مکانیکی تقریبا ثابت نگه داشته می شوند و هیچ گونه کنترل الکتریکی در انها وجود ندارد. در توربین های بادی سرعت ثابت فقط در یک سرعت باد امکان تولید توان حداکثر وجود دارد . استفاده از کنترل کننده های مکانیکی در این نوع توربین ها باعث کند بودن و کاهش عمر انها شده است.

گروه دوم توربین های بادی سرعت متغییرند. ژنراتوری که عموما در توربین های بادی  متغییر مورد استفاده قرار می گیرد ژنراتور های القائی دو گانه تغذیه یا در واقع همان ژنراتور های القائی روتور سیم پیچی شده ای است که استاتور آن مستقیماً به شبکه الکتریکی متصل است و روتور آن از طریق دو مبدل الکترونیک قدرت پشت سر هم به شبکه وصل می باشد.

 

 

 

 

 

مسترداک | آموزش زبان انگلیسی | اپلیکیشن | بانک اطلاعات | برنامه نویسی و طراحی وب سایت | قالب و افزونه | پایان نامه دکترا | تاریخ | تربیت بدنی | جغرافیا | حسابداری | حقوق | رشته های پزشکی | پزشکی | روانشناسی | زبان و ادبیات فارسی | علوم تربیتی | فقه و مبانی حقوق اسلامی | کشاورزی | کلام تطبیقی | مدیریت | پایان نامه کارشناسی | پایان نامه کارشناسی ارشد | تربیت بدنی | علوم انسانی | اقتصاد | تاریخ | باستان شناسی | جغرافیا | حقوق | رشته حسابداری | روانشناسی | زبان و ادبیات عربی | زبان و ادبیات فارسی | علوم اجتماعی | علوم تربیتی | علوم سیاسی | فقه و حقوق اسلامی | کتابداری و اطلاع رسانی | مدیریت | علوم پایه | زمین شناسی | زیست شناسی | شیمی | فنی و مهندسی | برق | صنایع غذایی | عمران | کامپیوتر و فناوری اطلاعات | کشاورزی | هنر و معماری | معماری | پروژه آموزشی | تحقیق و جزوات آموزشی | ترجمه مقالات ISI | طرح توجیهی | کتاب | گزارش کارآموزی | نرم افزار |

 

مراحل خرید فایل دانلودی
اگر محصول را می پسندید لطفا آنرا به اشتراک بگذارید.

دیدگاهی بنویسید

0