پروژه کارشناسی برق قدرت بررسی ژنراتورهای بادی با ژنراتور القایی روتور سیم بندی شده و دارای تغییرات سرعت محدود از طریق مقاومت خارجی روتور

شامل:
۱_مقدمه
۲_معرفی و اجزا
۳_نحوه اتصال به شبکه
۴_کنترل
۵_نتیجه گیری
۶_منابع

• پیشینه

بدون شک انرژی باد در حال تبدیل شدن به یکی از مهم­ترین منابع تولید انرژیست. امروزه استفاده از این انرژی به شدت در حال گسترش است. هرچند، مکان­های مناسب جهت نصب توربین­های بادی در حال کاهش است و اخیرا ساحل دریا جهت نصب این نوع توربین بسیار مورد توجه قرار گرفته­است. در سواحل دریا نه تنها فضای کافی برای نصب توربین بادی وجود دارد، بلکه میزان وزش باد در این نقاط نیز بسیار مناسب است. به همین دلیل، توربین­های بادی ساحلی یک راه حل بسیار مناسب برای کشورهاییست که دارای جمعیت زیادی هستند اما فضای کافی برای نصب این توربین ها را در اختیار ندارند. قطعا محدودیت هایی هم برای نصب این نوع توربین در ساحل دریا وجود دارد (مثل هزینه سرمایه گذاری بالاتر) اما از طرف دیگر میزان انرژی تولیدی نیز بیشتر است.

یکی دیگر ازمحدودیت های این طرح این است که برای دستیابی به فرکانس 50 هرتز، حداکثر میتوان 100 کیلیومتر انرژی تولیدی توربین ها را با خطوط انتقال منتقل نمود. برای حل این مشکل در سال های اخیر، از سیستم انتقال HVDC در برخی از نقاط جهان استفاده شده است. مهمترین نکته در مورد سیستم های HVDC این است که شبکه ی ساحلی و شبکه ی غیر ساحلی توسط لینک HVDC از یکدیگر ایزوله می گردند،که این موضوع، امکانات جدیدی را در اختیار شبکه قرار میدهد که یکی از آنها قابلیت استفاده از شبکه AC محلیست.

در این شبکه ی AC محلی ولتاژ و فرکانس را میتوان با استفاده از مبدل AC-DC تغییر داد. بدینصورت میتوان مبدل هایی که به ژنراتور هر توربین بادی متصل میگردند را حذف نمود اما به دلیل داشتن سیستم کنترل سرعت مرکزی  که میتواند فرکانس شبکه (و در نتیجه سرعت توربین های بادی) را تغییر دهد، میتوان سرعت روتور توربین هایی که مستقیما به شبکه وصل هستند را تغییر داد. این میتواند موجب کاهش هزینه ی سیستم توربین بادی گردد و همچین قابلیت اطمینان نیز افزایش می یابد. اینجاست که یک سیستم با مقاومت متغیر روتور بسیار مورد توجه قرار می گیرد، زیرا این سیستم همچون سیستم سرعت متغیر میتواند استرس های مکانیکی بر روی توربین را کاهش دهد.

موضوع قابل توجه در این رابطه این است که مقاومت متغیر روتور تا چه اندازه میتواند برای سیستم توربین بادی به کار رود و همچنین کنترل مناسب برای این روش چگونه است. با یک مقاوت روتور قابل کنترل میتوان تغییرات توان ورودی را توسط تغییرات سرعت روتور جذب نمود که این روش بسیار سریعتر از تغییر زاویه ی پره توربین بوده و کیفیت توان را بسیار بهبود می بخشد.

• هدف پروژه

هدف اصلی این پروژه این است که بررسی کند چگونه میتوان یک توربین بادی با مقاومت روتور متغیر را طراحی و کنترل نمود. بدین منظور، یک ماشین القایی مدل خواهد شد و مدل خطی شده آن به دست خواهد آمد. علاوه بر این، در این پروژه بررسی میکنیم که این سیستم با تغییرات واقعی سرعت باد چگونه کار خواهد کرد.