مدل سازی و تحلیل هارمونیک نیروگاه بادی فراساحلی مجهز به ژنراتور dfig و با اتصال خط انتقال hvdc به شبکه

نیاز روز افزون به انرژی الکتریکی، محدود بودن سوخت منابع فسیلی و افزایش آلودگی های زیست محیطی، استفاده از منابع انرژی پاک هم چون انرژی باد را در صنعت برق به امری ضروری و اجتناب ناپذیر تبدیل کرده است. از طرفی با توجه به کمبود مساحت خشکی و سهیم بودن بخش وسیعی از کره زمین به جغرافیای دریایی، رویکرد توسعه مزارع بادی فراساحلی امری توجیه پذیر است. توربین های بادی سرعت متغیر به دلیل کیفیت توان بهتر به سرعت در حال جایگزینی به جای توربین های بادی سرعت ثابت هستند و از طرف دیگر ژنراتورهای dfig نیز به دلیل توانایی تزریق و کنترل توان راکتیو و عدم نیاز به بانک های خازنی، موارد استفاده بیشتری را به خود اختصاص داده اند. هم چنین، افزایش ظرفیت مزارع بادی موجب شده است که شبکه انتقال جریان مستقیم ولتاژ بالا مبتنی بر مبدل های منبع ولتاژ (vsc-hvdc) یکی از گزینه های ارجح جهت انتقال توان این منابع به مسافت های دوردست باشد. وجود کنترل کننده های توان اکتیو و راکتیو جهت کنترل توان خروجی توربین بادی مبتنی بر dfig و نیز وجود کنترل کننده های ولتاژ، توان اکتیو و راکتیو جهت کنترل ولتاژ و توان انتقالی خطوط vsc-hvdc، زمینه ی ایجاد کنترل بهتر و بهبود کیفیت توان انتقالی مزارع بادی به شبکه قدرت را مهیا کرده است. پیشنهاد این رساله که در قالب نرم افزار matlab/simulink شبیه سازی شده است، مدل سازی مزرعه ی بادی 9 مگاواتی متصل به خط انتقال vsc-hvdc می باشد. لذا جهت مدل کردن سیستم، هریک از مدل های توربین، ژنراتور، کانورترهای توربین بادی، سیستم کنترلی مبدل ها، خط انتقال vsc-hvdc و ... در قالب یک مزرعه ی بادی متشکل از 6 توربین 5/1 مگاواتی انجام می گیرد. پس از شبیه سازی های فوق، بحث کنترل برداری جهت کنترل کانورترهای توربین بادی و هم چنین کانورترهای سیستم انتقال پراهمیت است، که با اتخاذ روش کنترلی، مقاصد موردنظر که عملا کنترل توان اکتیو، راکتیو و ولتاژ سیستم است، به عنوان نتایج شبیه سازی در قالب جداول و نمودارهایی ارایه می گردد و نهایتا استاندارد بودن میزان اعوجاج هارمونیکی ولتاژ نقطه اتصال سیستم به شین بی نهایت گواه بر کنترل مطلوب سیستم است. لذا روش اتخاذ شده که مبتنی بر کنترل برداری است، تاحد زیادی کاربرد ادوات جانبی جهت کنترل سیستم را کاهش داده است و منتج به انتقال توانی پایدار به شبکه شده است.