استفاده از کنترل کننده های هیسترزیسی جریان در مولدهای بادی سرعت متغیر

در این پژوهش مولد القایی تغذیه دوگانه به عنوان پرکاربردترین نوع مولد به کار رفته در توربین های بادی عنوان شده و عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی قوانین جدید کشورهای صنعتی در زمینه نحوه عملکرد مزارع بادی در سیستم های قدرت، نشان داده شد که مولدهای بادی مدرن باید توانایی عملکرد مطلوب در زمان خطا را داشته باشند. منظور از عملکرد مطلوب در مورد مولد بادی به مقدار زیادی اشاره به سرعت پاسخ گویی آن دارد. همچنین نشان داده شد که کنترلرهای pi که عمده استفاده را در dfig دارند به دلیل تاخیر ذاتی خود مقداری کند عمل می کنند. ابتدا برای رفع این تاخیر که ناشی از ترم انتگرال گیر کنترلرpi است، از کنترلر pid استفاده شد. برای این کار کنترل کننده های پیشنهادی در برنامه matlab/simulink طراحی و در مدل dfig که در برنامه موجود است قرار داده شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که pid باعث تسریع در رفتار دینامیکی سیستم خواهد شد اما این تسریع در عملکرد کنترلر میزان چشم گیری نیست. از طرف دیگر حساسیت کنترلر pid به اغتشاشات باعث ایجاد نوسانات بیشتر در حالت گذرا می شد. سپس کنترل کننده هیسترزیس پیشنهاد و شبیه سازی شد ، که پاسخ گذرای خوب، سرعت بسیار بالا و ساختمان ساده ای نسبت به کنترل کننده های pi داشته و در تغییرات سریع باد به خوبی واکنش نشان می دهد. نتایج شبیه سازی موید این مطلب بود و نشان داد که hcc به مراتب از کنترلر pi وحتی pid سریع تر است، اما سویچینگ بالا و هارمونیک زیاد از معایب آن بود. بنابراین به دلیل کاهش فرکانس سویچ زنی که ازمشکلات این کنترل کننده است، از کنترلر هیسترزیس بر پایه مقادیر برداری استفاده شد. در شبیه سازی انجام شده ابتدا صحت عملکرد کنترلر در شرایط تغییرات توان اکتیو و رآکتیو مورد بررسی قرار گرفت. سپس مقایسه ای بین آن و کنترلر pi از نظر سرعت عملکرد و پاسخ گذرا انجام گرفت که نشان می داد vbhcc عملکرد بهتری داشت. پس از آن خطای «بلوک تعیین کننده ناحیه» مطرح شده و نشان داده شد که تاثیر آن در عملکرد کلی dfig قابل چشم پوشی است. البته عیب عمده آن فرکانس سویچینگ متغیر بود. برای رفع این عیب از pbhcc استفاده شد و نشان داده شد که این کنترلر دارای خصوصیات خوب hcc می باشد و علاوه بر آن فرکانس سویچینگ کمتری نسبت به vbhcc دارد. در مجموع هر چند در حالتهای گذرا کنترل کننده های هیسترزیس رفتار بسیار سریع و مطلوبی نسبت به کنترلرهای pi دارند اما می توان گفت که در حالت ماندگار هنوز کنترلرهای pi وضعیت بهتر و با ثبات تری دارد. بهرحال با توجه به ماهیت غیر قابل پیش بینی و متغیر قدرت باد به نظر می رسد مولدهای بادی بیشتر در معرض حالات گذرا هستند تا اینکه مانند مولدهای قدیمی مدت زیادی در حالت ماندگار باقی بمانند. پیش بینی می شود با بهینه سازی های بیشتر و رفع نقاط ضعف کنترلرهای هیسترزیس بتوان در آنها این کنترلرها را جایگزین کنترلرهای pi کرد.