مدلسازی دینامیکی توربین بادی سرعت متغیر با ژنراتور سنکرون

امروزه با گسترش استفاده از توان بادی در سیستم های قدرت و افزایش نفوذ انرژی باد، لزوم بررسی مسائل مختلف مرتبط با مزارع بادی و سیستم های قدرت مانند بررسی پایداری، تحلیل خطا، حفاظت، پخش بار و ... اجتناب ناپذیر است. توربین های بادی مجهز به ژنراتور سنکرون و مبدل الکترونیک قدرت با توان کامل یک نوع از توربین های بادی سرعت متغیر بوده که امروزه به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند. در این تحقیق، ابتدا آرایش های مختلف ژنراتورهای سنکرون برای توربین های بادی مورد مطالعه قرار گرفته و سپس مدلسازی قسمت های مختلف توربین جهت استفاده در مطالعات دینامیکی بر روی یک سیستم نمونه انجام پذیرفته است. با شبیه سازی سیستم مورد تحقیق اثرات پارامترهای مختلف توربین و سیستم بر پایداری سیستم مورد بررسی قرار گرفته اند. با اینکه شبیه سازی دینامیکی رفتار سیستم قدرت ابزار مفیدی برای برنامه ریزی و تجزیه و تحلیل پایداری سیستم قدرت می باشد اما مطالعات شبیه سازی حوزه زمان درک رفتار دینامیکی سیستم را به طور گرافیکی فراهم می آورند و قادر به تعیین علت و اثرات متقابل بین مزارع بادی و شبکه نیستند. در این پایان نامه سعی شده است تا با مدلسازی دینامیکی تک تک عناصر سیستم نمونه مورد تحقیق مدل دینامیکی کاملی در قالب یک مجموعه معادلات دیفرانسیلی – جبری برای سیستم ارائه شده و به کمک آن پایداری دینامیکی سیستم نمونه با استفاده از آنالیز مقادیر ویژه انجام شود. آنالیز مقادیر ویژه، مشخصه ها و ویژگی های مورد علاقه در مطالعات پایداری دینامیکی سیستم را نمایان می کند. مدل دیفرانسیلی - جبری سیستم نمونه از معادلات ریاضی مربوط به تک تک عناصر سیستم استخراج شده و سپس مدل به ازای یک نقطه تعادل پایدار خطی سازی می شود. حل این دو نوع معادلات دیفرانسیلی و جبری، حالت الکترودینامیکی سیستم قدرت را در هر لحظه از زمان تعیین می نماید. در نهایت نیز تأثیر پارامترهای مختلف توربین و شبکه قدرت بر مسیر حرکت مقادیر ویژه سیستم کلی مورد بررسی قرار می گیرد.