بهبود کیفیت توان با کنترل لغزشی ژنراتور القائی دو سو تغذیه در شبکه با ولتاژ نامتعادل و هارمونیکی

با توجه به کاهش ذخایر سوخت های فسیلی، گازهای طبیعی و افزایش بهای مصرفی و همچنین آثار سوءِ زیست محیطی آن ها، استفاده از انرژی های نو به ویژه انرژی باد رو به افزایش است. یکی از پرکاربردترین ژنراتورهای مورد استفاده در نیروگاه های بادی به دلیل داشتن مزایای ویژه، ژنراتور القایی تغذیه دوبل (dfig) است. از آنجا که توربین های بادی مجهّز به dfig بیشتر در مناطق روستایی با شبکه های محلی ضعیف و خطوط نسبتاً طولانی نصب می شوند احتمال وقوع عدم تعادل و اعوجاج هارمونیکی در ولتاژ شبکه به دلیل وجود بارهای غیرخطی، نامتقارن و یا خطاهای شبکه افزایش می یابد. وجود نامتعادلی در ولتاژ در صورت عدم کنترل، باعث ایجاد نوسانات با فرکانس دوبل در گشتاور الکترومغناطیسی، توان های اکتیو و راکتیو تزریقی به شبکه، وارد آمدن تنش های مکانیکی به شفت ژنراتور و توربین و موجب ناپایداری شبکه می گردد. در صورت عدم کنترل dfig در شرایط نامتعادل بودن ولتاژ، این ژنراتور در ولتاژهای با نامتعادلی بیش از %6، بالاجبار از شبکه جدا می گردد که این مسئله در صنعت تولید توان بادی امروزی قابل پذیرش نیست. تاکنون روش های کنترلی متعددی بر روی dfig متصل به شبکه با ولتاژ نامتعادل به کاررفته است. در روش های کنترلی اخیر از کنترل لغزان برای کنترل گشتاور الکترومغناطیسی و توان خروجی سیستم توسط مبدل های سمت رتور و شبکه dfig در شرایط نامتعادل و هارمونیکی بودن ولتاژ شبکه بدون جداسازی توالی های مثبت و منفی ولتاژ یا جریان استفاده شده است. این مسئله موجب بهبود عملکرد در مقایسه با سایر روش های کنترلی شده است. ولی همچنان به دلیل نامتعادل بودن جریان های استاتور و رتور و وجود هارمونیک های مزاحم از جمله هارمونیک های مرتبه دو در توان شبکه و گشتاور الکترومغناطیسی dfig که ناشی از عدم تعادل ولتاژ است نمی تواند در حد قابل قبولی به بهبود کیفیت توان اقدام نماید. همچنین وجود گرمای غیریکنواخت در سیم پیچ ها، در گذر زمان از عمر تجهیزات عایقی سیستم می کاهد. از این لحاظ از یک مبدل اضافی سری با استاتور (sgsc) جهت حذف توالی منفی ولتاژ در ساختمان dfig استفاده می نمایند که توانسته تا حد زیادی کیفیت توان را با حذف مولفه های هارمونیک دوم در توان و گشتاور الکترومغناطیسی بهتر نماید. روش های کنترلی به کاررفته در استفاده از مبدل سوم بیشتر مبتنی بر استفاده از کنترل کننده های pi می باشند. مشکلات عمده این روش ها، تنظیم پارامترهای pi و نیاز به تبدیلات متعدد بین قاب های مرجع است که در نتیجه پیاده سازی این کنترل کننده ها را مشکل می نماید. در این پایان نامه از روش کنترل لغزان جهت کنترل سیستم dfig به همراه sgsc استفاده شده است که ضمن حذف کنترل کننده های pi، پیاده سازی سیستم را ساده و قابل اجرا نموده است. از دیگر مزایای قابل توجه این تحقیق استفاده از روش ساده و سریعی برای بدست آوردن توالی مثبت و منفی ولتاژ شبکه است.