پروژه کاربرد ژنراتورها در توربین های بادی

بخشی از پروژه :

گسترش روز افزون تولید برق از انرژي بادي و افزایش مزارع بادي در چند دهه اخیر از یکسو و بالطبع اثر رفتار نرمال و گذراي این واحدهاي تولید انرژي بر شبکه برق و بعضاً شبکه توزیع برق از سوي دیگر، لزوم شناخت اجزاي داخلی این واحدها و آرایشهاي مختلف آنها را، براي طراحی مناسب  وبهینه چنین سیستمی در شرایط مختلف به وضوح نشان می دهد.  توربین هاي بادي همان طور که میدانیم در دو نوع سرعت ثابت و سرعت متغیر به کار می روند  . در نوع سرعت ثابت امکان تغییر1% سرعت روتور وجود دارد و بصورت مستقیم به شبکه متصل می شوند. در انواع سرعت ثابت اکثراً سرعت به نسبت فرکانس شبکه تثبیت می شود و ولتاژ متاثر از سرعت باد است یعنی نوسانات باد در عملکرد توربین و ولتاژ خروجی تاثیر گذار است . براي توربین هاي سرعت متغییر که ژنراتور توسط تجهیزات الکترونیک قدرت کنترل می شوند ، این امکان فراهم است که سرعت روتور کنترل شود .در این روش نوسانات توان که بوسیله تغییرات باد که ممکن است زیاد یا کم باشند بوسیله تغییر سرعت روتور مستهلک می شوند.

درژنراتورهاي سرعت متغير، سرعت چرخش در محدوده اي قابل تغيير است. اين ژنراتورها به دو دسته تقسيم می شوند که اين تقسيم بندي مي تواند بر اساس اتصال مستقيم يا غير مستقيم ژنراتور به شبکه يا بر اساس مرتبه ي تواني کامل ١ يا کسري مبدل بکار رفته براي ژنراتور باشد. در واقع، چون اتصال غير مستقيم به شبکه معادل با بکارگيري مبدلي با مرتبه ي تواني کامل و اتصال مستقيم به شبکه معادل با بکارگيري مبدلي با مرتبه ي تواني کسري است.

فصل اول : انواع ژنراتور هاي مورد استفاده در توربين هاي بادي

انواع انتخابهاي سیستم الکتریکی براي کارکرد سرعت متغیر یک ژنراتور توربین بادي مورد بررسی قرار می گیرد. در توربین بادي سرعت متغیر به دلیل استفاده از مبدلها آرایشهاي مختلفی براي چنین سیستمی متصور است، به علاوه انواع مختلف ژنراتور ، جریان مستقیم، القایی قفسه اي یا دوسو تغذیه و سنکرون درآن به کار میرود ، که تمرکز اصلی روي آرایشهاي کاربردي و عملی و تقسیم بندي کلی و مقایسه روشها می باشد . مشخصه هاي کلیدي عملکرد هر سیستم و مزایا و کاستی هاي هر یک بیان شده است و در صورت وجود کاستی در روشی راه حل آن بحث شده است.

مطابق شکل(1) توان AC به توان DC با استفاده از یک پل یکسوساز و کموتاسیون خط (DC) تبدیل شده است. يك فیلتر در ترمینالهاي AC پل اینورتري براي جلوگیري از شارش جریان هارمونیکی به سیستم قدرت به کار رفته است، همچنین یک اصلاح کننده ضریب توان واحد در نظر گرفته شده است. به دلیل فیلتر کردن مشکلی که براي هارمونیکهاي ناخواسته مورد نیاز است، آرایشهاي پل دیگري نیز رایج است، مثلاً در شکل) 2( آرایش پل شش پالسه دوگانه به کار رفته، که باعث حذف فرکانسهاي پائین، مولفه هاي هارمونیک 5ام و 7ام که در آرایش پل شکل (1) وجود داشتند ، می شود. از مزایاي دیگر آرایش پل دوگانه این است که هریک از دو پل فقط نصف کیلو ولت آمپر مجاز را نسبت به آرایش تک پلی ، تحمل میکند.

شكل 1 : ژنراتور DC همراه با سيستم اينورتري (DC/AC)

شکل 2: آرایش ژنراتورDC همراه با سيستم اينورتري دوگانه

اگر چه فیلتر کردن ولتاژ DC ، در این کاربرد خیلی مورد نیاز نیست، اما براي کاهش دادن تلفات  (Stray) در ژنراتور با توجه به جریانهاي هارمونیک به کار میرود. ساده ترین فیلتر میتواند یک راکتور براي صاف کردن شکل موج جریان باشد، که وقتی اندازه القاگر بزرگ باشد، سیستم ژنراتوري مبدل بیشتر به یک منبع جریان شبیه میگردد. یک انتخاب دیگر به کار بردن خازن در ترمینالهاي دو سر ماشین است ،که نتیجه آن اندازه کوچکتر راکتور بکار رفته براي فیلترکردن است .

شکل (3) نشان دهنده این آرایش است ، در این راهکار جریان ماشین، با فراهم شدن مسیر امپدانس پایین براي جریانهاي هارمونیک، صافتر می شود  و وقتی که اندازه خازن بزرگتر باشد، سیستم ژنراتوري مبدل بیشتر به یک منبع ولتاژ براي سیستم قدرت شبیه میگردد.

شکل 3:  کاربرد ژنراتور DC با اضافه شدن خازن در سیستم اینورتر

از مزایاي این روش میتوان موارد زیر را بیان کرد:

• کمتر شدن نوسانات گشتاور : با توجه به اینکه ژنراتورDC است برخلاف ژنراتور ACپالسهاي گشتاور مربوط به جریانهاي هامونیک با توجه به کلیدزنی مبدل سمت ژنراتور، حذف شده اند . اما با توجه به درجه فیلتر کردن، نوسانات اضافی با فرکانس نوسانات 360هرتز یا مضاربی از آن که باعث مشکلات رزونانسی میشوند، در این سیستم به وجود می آید .
• الگوریتم کنترل ساده برخلاف کنترل ژنراتورAC در کاربردهاي سرعت متغیر

و اما کاستی هاي این سیستم :

• از نقطه نظرهاي نگهداري و قابلیت اطمینان:  اگر چه عملکرد پیوسته و همیشگی در توربین هاي بادي مد نظر نیست، اما موضوعاتی چون نگهداري و تعمیر کموتاتور، و بحث قابلیت اطمینان سیستمهاي ژنراتوري که کموتاسیون آنها توسط سیستم مکانیکی انجام شده است، همچنان وجود دارد.
• حفاظت از خطاي DC: در اتصال این سیستم به آرایشهاي دیگر، ایزوله سازي با طراحی یک سیستم کنترل عملگر سریع براي پل مبدل سه فاز، که از شارش جریان خطا به ماشین DC حین خطا در طرف AC  مبدل، جلوگیري کند لازم است.
• محدودیت ها در پاسخ کنترلی: یکی از مزیتهاي توربین بادي سرعت متغیر نسبت به توربین بادي سرعت ثابت توانایی آن در میرا کردن نوسانهاي پیچشی (torsional oscillation) است که نیاز به کنترل گشتاور دارد که سیستم DC که کنترل گشتاور در آن توسط تنظیم جریان میدان آن صورت میگیرد خیلی کندتر از سیستمهاي AC است که بحث خواهند شد، که این مشکل با استفاده از کنترل آرمیچر و چاپر قابل حل است، اما چاپر با کموتاسیون اجباري در سیستمهاي توربین بادي ظرفیت بالا توصیه نمیگردد و کاربرد توان پایین دارد.

بخشی از عنوان های پروژه:

فصل اول : انواع ژنراتور های مورد استفاده در توربین های بادی

سیستمهای کاربردی برای توربین بادی ظرفیت بالا

ژنراتور DC با پل اینورتری با کموتاسیون خط

کاربرد ژنراتور سنکرون و اینورتر/ یکسو ساز در توربینهای بادی

کاربرد سیستم های ژنراتور القایی تغذیه دو سویه برای توربین های باد

کاربرد ژنراتورهای القائی دوسو تغذیه متصل به اینورتر یکسوساز با رابط جریان DC

کاربرد ژنراتور القائی دو سو تغذیه متصل به اینورتر / یکسوساز با رابط ولتاژ DC

کاربرد ژنراتور القائی دو سو تغذیه و سیکلوکانورتر(مبدل AC/ AC

آرایشهای توربین بادی سرعت متغیر با ظرفیت کم

ژنراتور DC با رابط ولتاژ DC بکارگیری چاپرها

ژنراتور القایی

ژنراتور القائی با رابط ولتاژ DC

ژنراتور القائی با رابط جریان DC

آرایش ژنراتور القائی و سیکلوکانوتر

ژنراتور القائی و مبدلی با رابط فرکانسی بالا

آرایشهای ژنراتورهای آهنربائی دائم

مقایسه انواع سیستم های الکتریکی توربین بادی

فصل دوم : مدارهای کنترل ژنراتور القایی تغذیه دو سویه مقدمه

فصل اول : انواع ژنراتور های مورد استفاده در توربین های بادی

سیستمهای کاربردی برای توربین بادی ظرفیت بالا

ژنراتور DC با پل اینورتری با کموتاسیون خط

کاربرد ژنراتور سنکرون و اینورتر/ یکسو ساز در توربینهای بادی

کاربرد سیستم های ژنراتور القایی تغذیه دو سویه برای توربین های باد

کاربردژنراتورهای القائی دوسو تغذیه متصل به اینورتر یکسوساز با رابط جریان DC

کاربرد ژنراتور القائی دو سو تغذیه متصل به اینورتر / یکسوساز با رابط ولتاژDC

کاربرد ژنراتور القائی دو سو تغذیه و سیکلوکانورتر(مبدل AC/ AC

آرایشهای توربین بادی سرعت متغیر با ظرفیت کم

ژنراتور DC با رابط ولتاژ DC بکارگیری چاپرها

ژنراتور القایی

جهت دانلود پروژه برروی پرداخت آنلاین کلیک نمایید