مشارکت توربین بادی مبتنی بر ژنراتور القایی دوسو تغذیه در کنترل فرکانس

فرکانس سیستم قدرت، شاخص برقراری تعادل بین توان تولیدی و بار مصرفی در شبکه محسوب می شود، به طوری که افزایش ناگهانی بار و یا کاهش تولید، موجب می شود فرکانس شبکه از مقدار نامی فاصله گیرد. در این مطالعه، ضمن اشاره به اصول کنترل فرکانس در نیروگاه های سنتی، مدل توربین های حرارتی و آبی معرفی شده و گاورنر به عنوان واحد کنترلی ژنراتورهای سنکرون جهت جبران عدم تعادل توان، مورد ارزیابی قرار می گیرد. پس از آشنایی با نحوه کنترل فرکانس توسط نیروگاه های سنتی، ساختار و نحوه اتصال توربین بادی به شبکه قدرت، معرفی شده و عملکرد توربین بادی پس از وقوع اغتشاش فرکانسی، بررسی می شود. مبدل الکترونیک قدرت مورد استفاده در ساختار ژنراتور القایی دوسو تغذیه، ضمن تأمین شرایط استخراج حداکثر توان، قابلیت کنترل مستقل توان اکتیو و توان راکتیو را فراهم می سازد. وجود این مبدل، همچنین موجب می شود ژنراتور القایی نسبت به انحراف فرکانس عکس العمل نشان ندهد و به همین علت، افزایش نفوذ این نیروگاه ها و جایگزین شدن آن ها به جای ژنراتورهای سنکرون در سیستم قدرت، مشکلاتی جهت کنترل فرکانس شبکه به دنبال خواهد داشت. از سوی دیگر، امکان تزریق سریع توان به شبکه در ژنراتور القایی دو سو تغذیه، به ما اجازه می دهد با اصلاح حلقه کنترلی این ژنراتور، آن را در کنترل فرکانس شبکه سهیم نماییم. مشارکت توربین بادی در کنترل فرکانس، به دو دسته کلی طبقه بندی می شود: کنترل کوتاه مدت فرکانس و کنترل بلند مدت فرکانس. مشارکت توربین در کنترل کوتاه مدت فرکانس، از طریق آزاد نمودن بخشی از انرژی جنبشی موجود در جرم توربین صورت می گیرد. در این مطالعه، ضمن معرفی و شبیه سازی روش های مورد استفاده در این زمینه، توانستیم از طریق یک الگوریتم هوشمند، پاسخ فرکانس شبکه را در مقایسه با روش های قبلی بهبود بخشیم. قسمت پایانی این پژوهش، به مشارکت توربین بادی در کنترل بلند مدت فرکانس اختصاص یافته است و چگونگی تخصیص ذخیره چرخان، در شرایط عملکرد عادی سیستم و نیز اعمال کنترل اولیه فرکانس از طریق ژنراتور القایی دوسو تغذیه، به طور کامل بررسی می شود و در پایان با توجه به نتایج شبیه سازی و مباحث پایداری، استراتژی مناسب در این زمینه ارائه خواهد شد.