دانلود متن کامل پایان نامه: برق

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

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد خمینی شهر

پايان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشدM.Sc

گرایش مهندسي برق- قدرت

 

  کنترل زاویه خمش و ژنراتور توربین بادی  با استفاده 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 شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

چكيده

توربين هاي بادي به عنوان يکي از ابزار توليد انرژي الکتريکي از انرژي هاي تجديد پذير و پاک مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته است. بحث کنترل توربين به منظور توليد توان بيشتر و مقرون به صرفه بودن استفاده از آن در برابر سوخت هاي فسيلي، روش هاي مختلف کنترلي را به چالش کشيده است. در پژوهش حاضر هدف استفاده از کنترل کننده هاي مود لغزشي به علت مقاوم بودن آن براي بهبود توان خروجي و تثبيت آن در مواقع لزوم مي باشد. براي اين منظور از کنترل کننده هاي انتگرالي براي بيشينه نمودن توان خروجي و نيز از کنترل کننده هاي مرتبه بالا براي تثبيت توان به منظور جلوگيري از آسيب ديدن توربين استفاده شده است. نتايج حاصل نشان دهنده عملکرد مناسب و مطلوب کنترل کننده هاي به کار رفته در سيستم مي باشد. سيستم کنترلي ابتدا توان خروجي را به بيشينه ترين حالت خود مي رساند و سپس براي جلوگيري از اسيب ديدن توربين آن را در مقدار مطلوب مورد نظر تثبيت مي نمايد. دقت عملکرد کنترل کننده در اين سيستم با توجه به خروجي هاي بدست آمده مناسب مي باشد و سيستم در کمتر از چند ثانيه کنترل مي شود.

واژه های کلیدی:

 

توربين بادي،  زاويه خمش، کنترل کننده مود لغزشي انتگرالي ، کنترل کننده مود لغزشي مرتبه بالا

 

فهرست مطالب

عنوان                                              صفحه

فهرست جدول‌ها ‌ج

فهرست شكل‌‌ها   ‌د

فصل 1-  مقدمه    1

1-1-  پيشگفتار. 1

1-2-    مروري بر ادبيات پيشين: 2

1     -3 -ژنراتورهاي القايي قفس سنجابي (SCIG)………………………………………………………………..  5

1   -4- ژنراتورهاي القايي تغذيه دوبل (DFIG)……………………………………………………………………….6

1-5 ژنراتورهاي سنكرون (EESG)  …………………………………………………………………………………8

فصل 2- انرژي باد و مدلسازي توربين بادي: 28

2-1-    مقدمه    29

2-2-    توربين بادي.. 29

2-3-    مدلسازي توربين بادي.. 32

2-4-    نتيجه گيري.. 42

فصل 3- کنترل کننده 44

3-1-    ناحيه کارکرد توربين بادي.. 44

3-2-    کنترل مود لغزشي مرسوم. 45

3-3-    رويتگر مود لغزشي.. 49

3-4-    کنترل مود لغزشي انتگرالي.. 51

3-5-    کنترل مود لغزشي پيچشي شديد. 54

3-6-    کنترل مود لغزشي مرتبه 2. 56

فصل 4- طراحي کنترل کننده 58

4-1-    مدل سرعت باد مورد استفاده. 58

4-2-    مدل انتخابي براي توربين مورد استفاده. 59

4-3-    کنترل کننده طراحي شده. 60

4-3-1-  طراحي کنترل کننده زاويه خمش توربين.. 63

4-4-    نتايج استفاده از کنترل کننده. 68

 

فصل 5-    نتيجه گيري.. 76

فهرست مراجع    78

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                      صفحه

جدول 1-1 مقايسه انواع ژنراتور………………………………………………………………………………………11

جدول ‏4‑1  پارامترهاي مربوط به توربين.. 68

جدول ‏4‑2  ضرايب مربوط به کنترل کننده ها 68

 

فهرست شكل‌‌ها

عنوان                                                                                                      صفحه

شکل  ‏1‑1 توربين بادي اسميت-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 ژنراتورهاي القايي تغذيه دوبل (DFIG)……………………………………………………………………….7

شکل 1-7ژنراتورهاي سنكرون (EESG)…………………………………………………………………………………….8

شکل 1-8  ژنراتور مغناطیس دائم………………………………………………………………………………………………9

شکل  ‏1‑9   راندمان ژنراتورهاي مختلف…………………………………………………………………………………..12

شکل  ‏1‑10  کنترل فرض شده مود لغزشي مرتبه دو[4] ……………………………………………………………..13  شکل  ‏1‑11 کنترل فرض شده بر اساس رويتگر و کنترل کننده مواد لغزشي[5]………………………………..14

شکل‏1‑12کنترل کننده مود لغزشي فازي[6]……………………………………………………………………………..14

شکل‏1‑13 کنترل کننده مود لغزشي مرتبه 2 چند ورودي- چند خروجي……………………………………………… 16

شکل 1-14  نماي کنترل کننده به کار رفته در سيستم…………………………………………………………………18

شکل 1-15 کنترل کننده مود لغزشي توان اکتيو و راکتيو…… ……………………………………………………….19

شکل 1- 16 کنترل زاويه خمش توسط کنترل کننده مود لغزشي[15] ………………………………………….0..2

شکل 1-17 کنترل کننده ترکيبي به کاررفته بر روي توربين بادي[16]……………………………….21……….

شکل 1- 18 کنترل کننده مود لغزشي فازي همراه با شبکه عصبي توابع بنيادي شعاعي[17]………………..22

شکل 1-19 طرح سيستم کنترل توربين بادي  [ 25]……………………………………………………………………..25

شکل 1-20 طرح کنترل کننده  PIDبراي توربين بادي………………………………………………………..25……

شکل 1-21   طرح کنترل کننده LQG براي توربين بادي………………………………………………………..26..

شکل 1-22 طرح کنترل کننده چند متغيره…………… ………………………………………………………………..26

شکل 1-23 ضريب جذب  نسبت به نرخ پيک سرعت [55]…………………………………………………….27

شکل  ‏2‑1 انواع توربين هاي بادي……………………………………………………………………………………….29

شکل  ‏2‑2  انواع توربين هاي بادي عمودي……………………………………………………………………………30

شکل  ‏2‑3  توربين بادي افقي……………………………………………………………………………………………..31

شکل  ‏2‑4   مد لسازي 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 نواحي کاري توربين بادي…………………………………………………………………………………..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 منظور 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


فصل 1-           مقدمه

1-1-    پيشگفتار

با توجه به اهميت بسيار زياد انرژي در زندگي امروز و افزايش قيمت و نيز محدوديت سوخت­هاي فسيلي موجود، دنياي امروز به سمت استفاده از انرژي­هاي تجديدپذير براي توليد انرژي الكتريكي مورد نياز خود روي آورده است. انرژي باد در حال حاضر سريع­ترين رشد را در بين منابع انرژي الکتريکي داراست. در آمريکا که در حال حاضر حدود 1­ درصد از انرژي الکتريکي ملي آن از انرژي باد تامين مي­گردد، ظرفيت توليد 20درصد از انرژي الکتريکي اين کشور از انرژي باد بدون تغيير اساسي در شبکه توزيع برق وجود دارد. با وجود اين هنوز مسائل حل نشده زيادي در مورد توسعه توان باد وجود دارد.[[i]]

انرژي باد براي مدت زمان زيادي­ است که مورد استفاده قرار گرفته ­است. اولين زمينه کاربردي آن در حدود 5000 سال قبل براي حرکت دادن قايق­ها در طول رودخانه نيل بوده­ است. اولين آسياب­بادي­هاي ساده در اوايل قرن 7 در ايران براي اهداف آبياري و نيز آسياب­کردن دانه­ها استفاده­ شد. در اروپا از زماني که کراسيدور[1] آسياب­هاي بادي را در حدود قرن 11 معرفي کرد، انرژي باد مورد استفاده قرار گرفت. سازه­­ي آنها بر اساس چوب بود و براي محصور­کردن باد آنها به صورت دستي آسياب را حول ستون اصلي آن مي­چرخاندند. در سال 1745 وسيله­اي با نام دم چتري[2] اختراع شد که به عنوان يکي از مهمترين پيشرفت­ها در تاريخچه آسياب­هاي بادي محسوب مي­شد. اين وسيله به صورت اتوماتيک توربين را رو به باد مي­چرخاند. در­پوش­هاي چوبي مي­توانستند به صورت دستي يا اتوماتيک باز و بسته شوند تا مقدار ثابتي از باد را در سرعت­هاي متغير باد محصور کنند. مفهوم پيشرفته­تر آسياب­هاي بادي در انقلاب­صنعتي بيان شد. ميليون­ها آسياب­بادي در طي قرن نوزدهم در ايالات متحده آمريکا ساخته شد که دليل افزايش چشمگير استفاده از آن به خاطر پيشرفت در آمريکاي غربي بود. خانه­هاي جديد و کشاورزان نياز به راه­هائي براي بيرون آوردن آب داشتند. روند انقلاب صنعتي بعدها باعث کاهش استفاده از آسياب­هاي بادي گرديد.[[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 است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

تعداد صفحه :94

قیمت : 17300تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

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

پشتیبانی سایت :        ———- ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

*********  ********* *********

دسته بندی : مهندسی برق