جذب توان بیشینه از توربین بادی مجهز به ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم با بکارگیری روش های کنترل غیرخطی

باتوجه با کاهش منابع سوخت های فسیلی و همچنین آلودگی های زیست محیطی ناشی از بکارگیری این منابع، در سال های اخیر استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در حال گسترش می باشد. انرژی بادی رشد چشمگیری را در بین منابع انرژی های تجدیدپذیر به خود اختصاص داده است. اخیراً با توجه به پیشرفت هایی که در الکترونیک قدرت حاصل شده، بکارگیری توربین های بادی مبتنی بر ایده های سرعت متغیر رونق بیشتری یافته است؛ با توجه به ویژگی های منحصر به فرد ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم(pmsg)، این ژنراتور یکی از پرکاربردترین ژنراتورهای بکارگرفته شده در توربین های بادی سرعت متغیر می باشد. انرژی اخذ شده از توربین های بادی سرعت متغیر تنها وابسته به وضعیت باد نیست بلکه به دقت سیستم کنترلی بکارگرفته شده در توربین بادی نیز بستگی دارد. از سوی دیگر، با توجه به طبیعت غیرخطی ماشین های الکتریکی، استفاده مطلوب از قابلیت های آن نیازمند به کار بردن تئوری ها و روش هـای کنترل غیرخطی می باشد. به عبارت دیگر استفاده از تکنیک های قدرتمند کنترل غیرخطی به منظور درایو ژنراتور pm در توربین بادی، عملکرد سیستم کنترلی در جذب توان بیشیینه از توربین بادی(mppt) را بهبود می بخشد و بدین ترتیب موجب افزایش بازده ی سیستم توربین بادی می گردد. در این تحقیق به بررسی، تحلیل و طراحی چندین روش کنترل غیرخطی در درایو ژنراتور pm به منظور تحقق mppt پرداخته شده است. یکی از روش هـای غیرخطی مورد مطالعه در این تحقیق، که در دو دهه ی گذشته گسترش چشمگیری را در درایوهای الکتریکی به خود اختصاص داده است، روش خطـی سازی با فیدبـک می باشد. با توجه به ماهیت تصادفی و متغیر باد، توربین های بادی با حجم بالایی از نامعینی ها و اغتشاشات مواجه هستند. این امر بکارگیری تکنیک های کنترل تطبیقی و کنترل مقاوم را در سیستم کنترلی ضروری می کند. در همین راستا، در فصل پنجم روش کنترلی گام به گام به عقب تطبیقی به منظور درایو ژنراتور pm در توربین بادی پیشنهاد شده است. علاوه بر این،در روش کنترلی گام به گام به عقب تطبیقی قانون کنترل پایدار کننده و تابع لیاپانوف مربوطه همزمان و به روشی سیستماتیک بدست آورده می شوند. از طرفی سیستم توربین بادی سیستم پیچیده ای است. وجود دینامیک های مدل نشده ممکن است باعث ناپایداری سیستم شود. در همین راستا در فصل ششم به منظور بهبود قوام سیستم کنترلی ژنراتور در توربین بادی و در عین حال حذف پدیده ی شوریدگی،کنترل کننده ی pi-sliding پیشنهاد شده است که دارای بهترین ویژگی های کنترل کننده ی خطی یعنی عملکرد آرام و بدون شوریدگی، و بهترین ویژگی های کنترل کننده ی مود لغزشی یعنی قوام نسبت به نامعینی ها می باشد. در پایان هر بخش شبیه-سازی ها در نرم افزار matlab/simulink صحت روش های پیشنهاده شده را تایید می کند.