مشارکت توربین های بادی القایی دو تحریکه در بهبودکنترل فرکانس شبکه

در این پایان نامه ژنراتورهای القایی دو تحریکه بعنوان یکی از پرکاربردترین ژنراتورهای مورد استفاده در نیروگاه های بادی مورد بررسی قرار می گیرند. همچنین نحوه ی اثرگذاری این نیروگاه ها بر بحث کنترل فرکانس شبکه مورد مطالعه قرار می گیرد و روش های موجود جهت مشارکت این نیروگاه ها در بهبود کنترل فرکانس شبکه معرفی می شود. وجود مبدل الکترونیک قدرت در این ساختار امکان کنترل سریع و مستقل توان های اکتیو و راکتیو را فراهم می آورد. این امر باعث می شود تا توان اکتیو خروجی ژنراتورهای القایی دو تحریکه بر خلاف ژنراتورهای سنکرون معمولی به تغییرات فرکانس سیستم چندان حساس نباشد و از نظر شبکه این ژنراتورها دارای اینرسی ناچیزی باشند. از این رو افزایش نیروگاه های بادی مبتنی بر این نوع ژنراتورها چنانکه همراه با حذف واحدهای سنتی باشد باعث کاهش اینرسی کلی سیستم خواهد شد و افزایش افت فرکانس سیستم و همچنین نرخ تغییرات فرکانس سیستم در پی وقوع عدم تعادل توان اکتیو در شبکه را به دنبال خواهد داشت. از سوی دیگر توربین های بادی سرعت متغیر بالقوه امکان مشارکت در بهبود کنترل فرکانس سیستم را دارا هستند. برای استفاده از این قابلیت ها می-بایست اصلاحاتی در روش های کنترلی آنها صورت پذیرد. روش های موجود برای مشارکت نیروگاه های بادی در کنترل فرکانس شبکه به دو دسته ی روش های کوتاه مدت و روش های مشارکت در کنترل اولیه ی فرکانس تقسیم بندی می گردند. در روش های کوتاه مدت ایده ی اصلی استفاده از انرژی جنبشی موجود در جرم توربین است. در این روش با اصلاح حلقه ی کنترل توان اکتیو در سیستم کنترل ژنراتور القایی دو تحریکه، شرایطی فراهم می آید تا نیروگاه بادی در هنگام تغییرات فرکانس شبکه توان اکتیو خروجی خود را متناسب با فرکانس تغییر دهد. برای تشخیص میزان عدم تعادل توان معمولاً از دو شاخص افت فرکانس و نرخ تغییرات فرکانس استفاده می شود. در روش دیگر سعی می شود تا از قابلیت ژنراتورهای القایی دو تحریکه در کنترل ولتاژ بهره گرفته شود. در این روش با کنترل ولتاژ شبکه متناسب با فرکانس، بار سیستم بنحوی کنترل می شود که عمل کنترل فرکانس بهتر صورت پذیرد. البته این روش در شبکه هایی که بار حساس به ولتاژ در آنها کم است کارآیی چندان ندارد و می تواند به عنوان روش مکمل برای روش-های قبلی (استفاده از انرژی جنبشی جرم) بکار رود. با این حال روش های فوق دارای محدودیت هایی نیز هستند که کاربرد آنها را بویژه در سرعت های باد زیاد و کم محدود می کند. همچنین روش های مشارکت نیروگاه بادی در کنترل اولیه ی فرکانس معرفی می-گردند. در این پایان نامه روشی برای استفاده بهینه تر از قابلیت های ژنراتورهای القایی دو تحریکه ارائه می گردد. این روش مبتنی بر تخمین مقدار عدم تعادل توان اکتیو درشبکه و تزریق آن توسط نیروگاه بادی بلافاصله پس از وقوع عدم تعادل است.