طراحی و شبیه ­سازی کنترل‌کننده‌های هوشمند بهینه برای کنترل بار فرکانس توربین‌های بادی

فصل۱: مقدمه

۲

– طرح مسئله

۲

– اهداف تحقیق

– معرفی فصل های مورد بررسی در این تحقیق

فصل۲: انرژی باد و انواع توربین های بادی

– انرژی باد

— منشا باد

— پیشینه استفاده از باد

— مزایایانرژیبادی

— ناکارآمدیهایانرژیبادی

— وضعیتاستفادهازانرژیباددرسطحجهان

– فناوری توربین های بادی

— توربینهایبادیبامحورچرخش افقی

— توربینهایبادیبامحورچرخش عمودی

— اجزای اصلی توربین بادی

— چگونگی تولید توان در سیستم های بادی

— منحنی پیش بینی توان توربین باد

– تقسیم بندی سیستم های تبدیل کننده انرژیباد (WECS)بر اساس نحوه عملکرد

— سیستم های تبدیل کننده انرژیباد(WECS) سرعتثابت

— سیستم های تبدیل کننده انرژیباد(WECS) سرعتمتغیر

— سیستم های تبدیل کننده انرژیبادبر مبنایژنراتورالقاییباتغذیهدوگانه (DFIG)

— سیستم های تبدیل کننده انرژیباد مجهز بهتوربین های سرعتمتغیربامبدل فرکانسیباظرفیتکامل

فصل: تاریخچه کنترل فرکانس سیستم های قدرت در حضور واحدهای بادی، معرفی مدل ریاضی و الگوریتم ازدحام ذرات

– مرورری بر کارهای انجام شده

– کنترل DFIG

– مدل دینامیکی سیستم تنظیم فرکانس توربین بادی با ژنراتورالقایی تغذیهدوگانه

– مدل دینامیکی ساختار تنظیم فرکانس سیستم تک ناحیه ای در حضور توربین بادی با ژنراتورالقایی تغذیهدوگانه (DFIG)

– الگوریتم حرکت گروهی پرندگان یا ازدحام ذرات PSO

– نتیجه گیری

فصل: طراحی کنترل کننده PI بهینه سازی شده توسط الگوریتم ازدحام ذرات

– بهینه سازی طراحی کنترل‌کننده PI با استفاده از روش بهینه سازی هوشمند ازدحام ذرات (PSO)

— نتایج شبیه سازی کنترل کننده PI بهینه سازی شده با الگوریتم PSO

– نتیجه گیری

فصل پنجم: طراحی کنترل کننده فازی

– منطق فازی

— تعریف مجموعه فازی

— مزایای استفاده از منطق فازی

– طراحی کنترل کننده فازی

— ساختاریککنترلکنندهفازی

— فازی کننده

— پایگاهقواعد

— موتور استنتاج

— غیر فازی ساز

– طراحی کنترل‌کننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSO

۵-۳-۱ نتایج شبیه سازی

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات

۷۸

– نتیجه گیری

– پیشنهادات

منابع و مراجع

جدول -: انواع توربین های عرضه شده در بازار

جدول -: اطلاعات شبیه سازی

جدول -: پارامترهای انتخابی الگوریتم PSO

جدول -: اطلاعات شبیه سازی

جدول -: پارامترهای انتخابی الگوریتم PSO

جدول -:پارامترهای بهینه شده کتترل کننده فازی با الگوریتم PSO

شکل – : تولید باد

شکل -: وسیله ای بر اساس طرح ایرانیان به منظور استفاده از انرژی باد [‍]

شکل -: ساختمانتوربینبادیمحورافقی [‍‍]

شکل -: توربینبادینوعداریوس (محورعمودی) []

شکل -: نمایی از یک سیستم تبدیل انرژی بادی در توربین بادی با محور افقی [‍]

شکل -: دیاگرام سیستم بادی []

شکل -: منحنی توان-سرعت باد یک توربین بادی زاویه گام قابل تنظیم کیلوواتی با سرعت قطع خروجی متربرثانیه [‍]

شکل – : نمودار تغییرات بر حسب تغییرات زاویه گام و نسبت سرعت نوک برای توربین بادی زاویه گام متغیر []

شکل -: نمودار تغییرات بر حسب تغییرات زاویه گام و نسبت سرعت نوک برای توربین بادی زاویه گام متغیر []

شکل -: نمودار تغییرات و بر حسب تغییرات زاویه گام و نسبت سرعت نوک برای توربین بادی زاویه گام ثابت ‌[]

شکل -: توربینبادیسرعتثابت

شکل -: آرایشی از توربینبادیباسرعتمتغیرمحدودبامقاومتمتغیررتور

شکل -: ساختمانتوربینبادینوع DFIG

شکل -: نمایی از عملکرد سیستم تبدیل انرژی باد

شکل -: ساختار کنترل کننده توربین بادی DFIG []

شکل -: مدل دینامیکی سیستم قدرت تک ناحیه ای در حضور واحدهای تولید غیر سنتی (بادی)[]

شکل -: مدل دینامیکی توربین بادی دارای ژنراتور DFIG به منظور تنظیم فرکانس[]

شکل -: بلوک دیاگرام سیستم تنظیم فرکانس سیستم قدرت تک ناحیه ای در حضور توربین بادی DFIG []

شکل -: شماتیک برداری روابط الگوریتم PSO

شکل -: فلوچارت الگوریتم PSO

شکل -: سیستم حلقه بسته

شکل -: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی- زمان برای کنترل‌کننده PI کلاسیک به ازای تغییر بار ، و

شکل -: سیستم حلقه بسته با اضافه کردن انتگرال مربع خطا

شکل -: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی- زمان برای کنترل‌کننده PI بهینه به ازای تغییر بار ، و

شکل -: مقایسه نمودار تغییرات سرعت توربین بادی- زمان برای کنترل‌کننده PI بهینه و کلاسیک به ازای تغییر بار

شکل ۶-: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده PIکلاسیک برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار

شکل۷-: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کنندهPIبهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار

شکل ۸-: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده PI کلاسیک برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار

شکل ۹-: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کنندهPI بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار

شکل ۰-: تغییرات توان تولید شده توسط واحدهای بادی با در نظر گرفتن کنترل کننده PI کلاسیک برای کنترل سرعت توربین بادی

شکل ۱-: تغییرات توان تولید شده توسط واحدهای بادی با در نظر گرفتن کنترل کننده PI بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی

شکل -: نماییازیککنترلکنندهفازی

شکل -: مثال هایی از توابع عضویت: (a) تابع z ، (b) گوسین، (c) تابع s، (d-f) حالتهایمختلفمثلثی، (g-i) حالتهایمختلفذوزنقهای، (j) گوسینتخت،(k) مستطیلی، (l) تکمقداری

شکل -: تابع عضویت خطا

شکل -: تابع عضویت مشتق خطا

شکل -: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی برای کنترل کننده PI بهینه به ازای تغییر بار

شکل -: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی با کنترل کننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSOبه ازای ورودی اغتشاش

شکل -: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی با کنترل کننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSOبه ازای ورودی اغتشاش

شکل -: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی با کنترل کننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSOبه ازای ورودی اغتشاش

شکل -: نمودار تغییرات سرعت توربین بادی با کنترل کننده فازی بهینه شده با الگوریتم PSOبه ازای ورودی اغتشاش

شکل -: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده فازی بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار

شکل -: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کنندهفازی بهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار

شکل -: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده فازیبهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار

شکل -: نمودار فرکانس با در نظر گرفتن کنترل کننده فازیبهینه برای کنترل سرعت توربین بادی به ازای تغییر بار