طراحی مبدل dc/dc با ضریب تقویت بالا و کاربرد آن در نیروگاههای بادی داخل دریا

چکیده امروزه با توجه به کاهش منابع سوخت های فسیلی و همچنین افزایش قیمت آن ها استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر برای تولید انرژی الکتریکی امری اجتناب ناپذیر است. از میان انرژی های تجدیدپذیر انرژی بادی به علت رایگان بودن و بهره برداری آسانتر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به پتانسیل انرژی بادی در داخل دریاها و اقیانوس ها اخیرا مطالعات زیادی در زمینه نیروگاه های بادی داخل دریاها (offshore wind farm) انجام گرفته است. با توجه به این که فاصله نیروگاه های بادی داخل دریا از شبکه قدرت زیاد است برای اتصال این نیروگاه ها به شبکه از سیستم های جریان مستقیم ولتاژ بالا (hvdc) استفاده می شود تا هم انتقال توان اکتیو کم هزینه باشد و هم تلفات توان و افت ولتاژ خط نسبت به سیستم جریان متناوب کم تر شود. در این پایان نامه دو ساختار جدید برای توربین های بادی داخل دریا پیشنهاد شده است که در این ساختارها ترانسفورماتور قدرت حذف می شود و برای افزایش سطح ولتاژ تا سطح hvdc از مبدل های dc/dc استفاده می شود که حجم سیستم پایین می آید. در ساختار اول مبدل dc/dc به کار رفته مبتنی بر ترانسفورماتور فرکانس بالا می باشد و مبدل های hvdc هر دو از نوع اینورتری هستند. در ساختار دوم از دو مبدل dc/dc با ضریب تقویت بالا فاقد ترانسفورماتور به صورت سری با هم استفاده شده است و مبدل یکسوکننده ی سیستم hvdc از نوع دیودی بوده و مبدل سمت شبکه از نوع اینورتری می باشد. ژنراتورهای به کار رفته در هر دو ساختار از نوع مغناطیس دائم (pmsg) بوده و با استفاده از سیستم کنترلی مربوط به هر ساختار، حداکثر توان ممکن در سرعت های مختلف باد از این ژنراتورها گرفته می-شود. نتایج شبیه سازی ها عملکرد مناسب ساختارهای پیشنهادی را در سرعت های مختلف باد نشان می دهد.