تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,035 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,539,845 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,243,735 |
طراحی کنترلکننده توان و بهبود میرایی نوسانات پیچشی در توربین بادی DFIG-710 kW نصب شده در سایت بینالود | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
مقاله 12، دوره 46، شماره 4 - شماره پیاپی 78، اسفند 1395، صفحه 123-134 اصل مقاله (1.21 M) | ||
نویسندگان | ||
محسن رحیمی* 1؛ محمدرضا اسماعیلی2 | ||
1عضو هیئت علمی دانشگاه کاشان | ||
2دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه کاشان | ||
چکیده | ||
چکیده: سیـستم تحتمطالعه در ایـن مقاله یک توربین-ژنراتور واقعـی 710 کیلو وات DFIG است که اخیراً در سایت بینالود نصب شده است. اندازهگیریها و مشاهدات عینی از توربین مذکور نشان داده که در سرعتهای بالای باد، نوسانهای الکترومکانیکی با فرکانس 2 هرتز در سیستم مکانیکی ظاهر میشود که باعث لرزش توربین میگردد. کنترل توربین مذکور بر مبنای کنـترل تـوان و بـر اسـاس یـک منحنی تـوان-سـرعت از پیشتعیینشده توسط کارخانه سازنده صورت میگیرد. در این مقاله هدف تحلیل منشأ و علت پیدایش این نوسانها است. بنابراین در ابتدا به طراحی سیستم کنترل توان توربین-ژنراتور مذکور بر اساس منحنی توان-سرعت مختص توربین پرداخته میشود. در ادامه مودهای مکانیکی سیستم تحت شرایط بهرهبرداری و سرعتهای مختلف باد استخراج گردیده و مشخص شده که در بعضی نقاط کار نوسانات فرکانس پایین (حدوداً 2 هرتز) در پاسخ توان، سرعت و گشتاور پیچشی ژنراتور ظاهر میشود. در ادامه برای بهبود میرایی مودهای پیچشی، یک کنترلکننده کمکی پایدارساز بنام پایدارساز نوسانات پیچشی (TOS) پیشنهاد میشود. در پایان نتایج شبیهسازی برای سیستم تحتمطالعه آورده میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
واژههای کلیدی: توربین بادی مبتنی بر ژنراتور القایی دوسو تغذیه؛ نوسانات پیچشی؛ پایدارساز نوسانات پیچشی | ||
مراجع | ||
[1] C. Harini, N. K. Kumari, and G. S. Raju, “Analysis of wind turbine driven doubly fed induction generator,” Int. Conf. Electrical Energy Systems (ICEES), pp. 246-251, 2011. [2] E. Muljadi, C. P. Butterfield, B. Parsons, and A. Ellis, “Effect of variable speed wind turbine generator on stability of a weak grid,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 22, no. 1, pp. 29-36, 2007. [3] F. M. Hughes, O. Anaya-Lara, N. Jenkins, and G. Strbac, “A power system stabilizer for DFIG-based wind generation,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 21, no. 2, pp. 763-772, 2006. [4] G. Tsourakis, B. M. Nomikos, and C. D. Vournas, “Contribution of doubly fed wind generators to oscillation damping,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 2, pp. 783-791, 2009. [5] S. Yuanzhang, W. Lixin, L. Guojie, and L. Jin, “A review on analysis and control of small signal stability of power systems with large scale integration of wind power,” Int. Conf. Power System Technology (POWERCON), pp. 1-6, 2010. [6] T. Ackerman, Wind Power in Power Systems, Wiley Publishing, 2005. [7] A. Tabesh, and R. Iravani, “Transient behavior of a fixed-speed grid-connected wind farm,” Proc. Int. Conf. Power Systems Transients, Montreal, Canada, pp. 1-5, 2005. [8] G. Ramtharan, N. Jenkins, O. Anaya-Lara, and E. Bossanyi, “Influence of rotor structural dynamics representations on the electrical transient performance of FSIG and DFIG wind turbines,” Wind Energy, vol. 10, pp. 293-301, 2007. [9] سعـید ابـاذری و امید مـرادی، «بهبـود میـرایـی نـوسـانـات سیستم قـدرت بـا بهکارگیری UPFC و تنظیم پارامترهای کنترلکننده بر اساس یک الگوریتم جدید PSO،» مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 46، شماره 1، 1395. [10] L. Hui, L. Shengquan, and J. Haiting, “Damping control strategies of inter-area low-frequency oscillation for DFIG-based wind farms integrated into a power system,” Electrical Power and Energy Systems, vol. 61, pp. 279-287, 2014. [11] M. Mokhtari, J. Khazaei, and D. Nazarpour, “Sub-synchronous resonance damping via doubly fed induction generator,” Electrical Power and Energy Systems, vol. 53, pp. 876-883, 2013. [12] J. Licari, C. E. Ugalde-Loo, J. B. Ekanayake, and N. Jenkins, “Comparison of the performance and stability of two torsional vibration dampers for variable-speed wind turbines,” Wind Energy, vol. 18, pp. 1545-1559, 2015. [13] W. N. White, F. Fateh, and Z. Yu, “Torsional resonance active damping in grid tied wind turbines with gearbox, DFIG, and power converters,” American Control Conf., Chicago, IL, USA, 2015. [14] L. Chen, H. Xu, and J. Wenske, “Active damping of torsional vibrations in the drive train of a DFIG wind turbine,” Proc. Int. Conf. Renewable Energies and Power Quality, Cordoba, Spain, April 2014. [15] B. Badrzadeh, S. K. Salman, and K. S. Smith, “Assessment and enhancement of grid fault induced torsional oscillations for Induction Generator-based wind turbines,” Power Systems Conf. and Exposition, Seattle, WA, pp. 1-7, 2009. [16] S. M. Muyeen, M. H. Ali, R. Takahashi, and T. Murata, “Blade-shaft torsional oscillation minimization of wind turbine generator system by using STATCOM/ESS,” Proc. Power Tech. Conf., Lausanne, pp. 184-189, 2007. [17] M. S. El-Moursi, B. Bak-Jensen, and M. H. Abdel-Rahman, “Novel STATCOM controller for mitigating SSR and damping power system oscillations in a series compensated wind park,” IEEE Trans. Power Elec., vol. 25, no. 2, pp. 429-441, 2010. [18] M. S. El-Moursi, and V. Khadkikar, “Novel control strategies for SSR mitigation and damping power system oscillations in a series compensated wind park,” Proc. 38th annual Conf. Industrial Elec. Society, Montreal, QC, pp. 5335-5342, 2012. [19] A. F. Abdou, A. Abu-Siada, and H. R. Pota, “Damping of sub synchronous oscillations and improve transient stability for wind farms,” Innovative Smart Grid Technologies Asia (ISGT) Conf., IEEE PES, pp. 1-6, 2011. [20] T. Lei, M. Bames, and M. Ozakturk, “Doubly-fed induction generator wind turbine modelling for detailed electromagnetic system studies,” IET Renew. Power Gener., vol. 7, no. 2, pp. 180-189, 2013. [21] L. Fan, H. Yin, and Z. Miao, “On active/reactive power modulation of DFIG-based wind generation for inter area oscillation damping,” IEEE Trans. Energy Conv., vol. 26, no. 2, pp. 513-521, 2011. [22] W. N. White, Z. Yu, and C. Lucero, “Active damping of torsional resonance in wind turbine drivetrains,” Proc. Ind. Elec. Society Conf., Dallas, TX, pp. 1957-1963, 2014. [23] B. Badrzadeh, and S. K. Salman, “Enhancement of fault ride-through capability and damping of torsional oscillations for a distribution system comprising induction and synchronous generators,” Proc. Sustainable Alternative Energy Conf., Valencia, Spain, pp. 1-7, 2009. [24] A. E. Leon, J. M. Mauricio, and J. A. Solsona, “Sub synchronous resonance mitigation using variable speed wind energy conversion systems,” IET Gener. Transm. Distrib., vol. 7, no. 5, pp. 511-525, 2013. [25] M. Rahimi, and M. Parniani, “Efficient control scheme of wind turbines with doubly-fed induction generators for low voltage ride-through capability enhancement,” IET Renew. Power Gener., vol. 4, no. 3, pp. 242-252, 2010. [26] میلاد دلالی و علیرضا جلیلیان، «محاسبه آلودگی هارمونیکی و میانهارمونیکی ژنراتورهای القائی دوس تغذیه بادی با استفاده از یک روش ترکیبی،» مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 42، شماره 2، صفحه 25-37، 1391. [27] M. Rahimi, and M. Parniani, “Dynamic behavior analysis of doubly-fed induction generator wind turbines –The influence of rotor and speed controller parameters,” Electrical Power and Energy Systems, vol. 32, pp. 464-477, 2010. [28] M. Rahimi, “Drive train dynamics assessment and speed controller design in variable speed wind turbines,” Renewable Energy, Elsevier, vol. 89, pp. 716-729, 2016. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,017 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,097 |