مقایسه انواع مدل سازی مزارع بادی حاوی توربین های سرعت متغیر با استفاده از نرم افزار digsilent

امروزه سیستمهای ترکیبی که شامل منابع انرژی تجدیدپذیر هستند، جایگاه ویژه ای در سیستم های قدرت بدست آورده است. با توجه به افزایش نقش انرژی بادی در تولید توان الکتریکی، مدل سازی مزرعه بادی در سیستم های قدرت حائز اهمیت می باشد. روش های مختلفی برای انواع مدل سازی مزارع بادی ارائه شده است؛ که از نظر پارامترهای دقت و زمان شبیه سازی با یکدیگر متفاوت است. مدل کامل یک مزرعه بادی بعنوان مدل پایه، معیار مناسبی برای سنجش دقت مدل های معادل بکار می رود. در این تحقیق 3 مدل معادل که در مقاله ها و مراجع معتبر بیشترین کاربرد را دارند، برای مقایسه و شبیه سازی انتخاب شده است. بدلیل توانایی نرم افزار دیگسایلنت در تحلیل سیستم های قدرت شامل منابع انرژی تجدیدپذیر، از آن بصورت گسترده در مطالعات طراحی و بهره برداری شبکه ها استفاده می شود. به هرحال مدل مورد استفاده در این نرم افزار برای شبیه سازی توربین بادی، تنها توانایی مدل سازی توربین بادی با سرعت باد ثابت را دارا می باشد. این امر موجب می شود که تاثیرات پدیده های آیرودینامیکی، نظیر اغتشاشات در سرعت باد، بر مطالعات کیفیت توان سیستم های قدرت قابل بررسی نباشد. لذا در این مطالعه، ابتدا مدل توربین بادی موجود در نرم افزار با استفاده از قابلیت برنامه نویسی آن بهبود داده شده است. سپس به بررسی مولفه های کیفیت توان پرداخته می شود. همچنین این پارامتر برای تمام مدل ها محاسبه شده و در نهایت با مقایسه نتایج شبیه سازی می توان دقت هر کدام از مدل ها را بررسی نمود. یکی دیگر از فاکتورهای مهم در شبیه سازی مزرعه بادی اثر رد توربین است. وقتی که باد به توربین برخورد می کند سرعت باد در پشت توربین کاهش می یابد و در نتیجه توان تولیدی کاهش می یابد. ازمدل های معرفی شده برای اثر رد توربین مدل جنسن می باشد که در این تحقیق با توسعه مدل فوق طوریکه از طریق هماهنگ کردن معادلات اثر رد توربین با جهت های وزش باد دیگر نیازی به در نظر گرفتن در یک جهت خاص نمی باشد مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین مدلسازی انواع مدل های مزرعه بادی در دو مد کنترلی ضریب توان و کنترل ولتاژ بررسی شده است. برای شبیه سازی تابع باد ورودی مزرعه بادی از شبیه ساز turbsim استفاده شده است.