نام پژوهشگر: علیرضا فروغی نعمت اللهی

شبیه سازی و معادل سازی مزارع بادی حاوی توربین های بادی مختلف
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی کرمان - دانشکده برق و کامپیوتر 1392
  علیرضا فروغی نعمت اللهی   روح الله فدایی نژاد

در سال های گذشته با گسترش استفاده از انرژی باد برای تولید انرژی الکتریکی، تاثیر مزارع بادی در سیستم قدرت بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مزارع بادی می توانند از صدها توربین تشکیل شده باشند که این عامل مانعی برای مدل سازی کامل دینامیکی مزرعه به دلیل حجم زیاد محاسبات است. بنابراین ارائه یک مدل مناسب از مزرعه بادی برای مطالعات کیفیت توان، برنامه ریزی و میزان رزور چرخان مورد نیاز در سیستم قدرت بسیار حائز اهمیت می باشد. برای حل این مشکل روش های مختلفی برای مدل سازی دینامیکی مزارع بادی ارائه شده است. اما هیچ یک از مدل های معادل موجود دقت کافی برای مدل نمودن یک مزرعه بادی حاوی انواع توربین های بادی را دارا نمی باشند. در این تحقیق به ارائه یک مدل جدید جهت مدل سازی مزارع بادی مشتمل بر انواع توربین بادی پرداخته شده است. در مدل ارائه شده تاثیر همه ی توربین های بادی موجود در مزرعه بادی برروی خروجی های مزرعه بادی که شامل توان اکتیو، توان راکتیو و ولتاژ می باشند در نظر گرفته می شود. جهت صحه گذاری بر دقت روش پیشنهادی، یک مزرعه بادی ترکیبی نمونه شامل 39 توربین بادی با انواع روش های معادل موجود و همچنین روش پیشنهادی شبیه سازی شده است. سپس دو پارامتر کیفیت توان شامل نوسانات ولتاژ و فلیکر ولتاژ مربوط به هریک از مدل های معادل مزرعه بادی با مدل کامل مزرعه بادی مقایسه می گردند. علاوه براین، میزان رزرو چرخان مورد نیاز در سیستم قدرت در هریک از مدل های معادل و روش پیشنهادی با مدل کامل مزرعه بادی مقایسه شده است. هرچه میزان رزرو چرخان محاسبه شده توسط مدل های معادل مزرعه بادی به مدل کامل مزرعه بادی نزدیک تر باشد، مدل معادل دقیق تر خواهد بود و استفاده از آن مدل هزینه های سیستم قدرت را کاهش می دهد. این مساله در سیستم های قدرتی که میزان نفوذ مزارع بادی در آن ها بالاست از اهمیت بالاتری برخوردار است. نتایج بدست آمده از مقایسه مدل های مختلف نشان می دهد که مدل پیشنهادی برای شبیه سازی مزارع بادی شامل انواع توربین های بادی، از دقت بالاتری در محاسبه کیفیت توان و پیش بینی رزرو چرخان نسبت به سایر مدل های معادل برخوردار است. همچنین زمان مورد نیاز برای شبیه سازی مزرعه بادی به روش پیشنهادی بسیار کمتر از مدل کامل مزرعه بادی می باشد.