پایان نامه ردگیری نقطه توان بیشینه با بکارگیری تشخیص پارامتر برخط برای توربین بادی با ژنراتور مغناطیس دائم

فهرست:

فهرست جدول‌ها ‌د

فهرست شکل‌‌ها ‌ه

فصل 1-    مقدمه  1

1-1-    پیشگفتار 1

1-2-    تاریخچه  2

1-2-1-     توربین بادی   2

1-2-2-      توربین‌های بادی در ایران.. 3

1-3-    بررسی کارهای انجام شده 4

فصل 2-   مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه ردیابی حداکثر توان در سیستمهای تبدیل انرژی باد به انرژی الکتریکی   7

2-1-    مقدمه  8

2-2-    مشکلات و موانع جدید. 9

2-3-    توربین بادی چگونه کار می کند. 10

2-4-    اجزاء اصلی توربینهای بادی.. 12

2-5-     انواع ژنراتورهای مورد استفاده در نیروگاههای بادی.. 15

2-6-     توربینهای بادی با ژنراتور القایی تغذیه دوگانه (DFIG) 16

2-7-    مدل دینامیکی توربین باد (DFIG) 17

2-1-        روش کنترل نسبت سرعت قله (TSR). 19

2-2-        کنترل گشتاور بهینه. 20

2-3-       کنترل فیدبک سیگنال توان.. 22

2-4-       کنترل اغتشاش و مشاهده. 22

2-5-       کنترل کننده منطق فازی.. 27

2-6-          روش Hill Climb Searching (HCS). 30

2-7-       استفاده از روشهای کنترل غیر خطی بدون سنسور. 34

3-            نتیجه گیری.. 35

فصل 3-   مدل ریاضی ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم (PMSG). 36

3-1-    ساختمان و مدل ریاضی PMSG.. 37

3-2-     کنترل سرعت PMSG.. 40

3-3-    کنترل گشتاور PMSG.. 41

فصل 4-   شناسایی پارامتر. 43

4-1-    مقدمه  43

4-2-    تعریف مسأله کمترین مربعات خطا 43

4-2-1-      کمترین مربعات خطا به روش گوس-نیوتن (GN) 45

4-2-2-      کمترین مربعات خطا به روش لیونبرگر-مارکوارت (LM) 48

فصل 5-   کنترل MPPT با بکارگیری سرعت دورانی بهینه. 49

5-1-    مقدمه  49

5-2-     پیکره بندی سیستم مبدل.. 49

5-2-1-      توربین بادی   50

5-3-     کنترل MPPT با بکارگیری سرعت دورانی بهینه. 51

5-3-1-      مدل PMSG   52

5-4-     پیکره بندی سیستم تبدیل توان.. 53

5-5-     ارتباط بین شعاع پرههای توربین R، و سرعت دورانی مطلوب . 55

5-6-     بکارگیری روش LM برای شناسایی R (شعاع پرههای توربین) 57

فصل 6-   شبیه سازی   59

فصل 7-   نتیجه گیری و پیشنهادات... 67

7-1-    نتیجه گیری.. 67

7-2-    پیشنهادات   67

فهرست مراجع.. 69

منبع:

[1]    S. Morimoto. H. Nakayama. M. Sanada. and Y. Takeda, "Sensorless Output Maximization Control for Variable-Speed Wind Generation System Using IPMSG," IEEE Trans. on IndustlY Applications, vol. 41, no. I, pp.60-67, Jan/Feb. 2005.

[2]   T. Senjyu, N. Nakasone, A. Yona, S. A. Yousuf, T. Funabashi, and H. Sekine, "Operation Strategies for Stability of Gearless Wind Power Generation Systems," Proceedings of IEEEIPES General Meeting 2008 (GM 2008), CD-ROM, pp. 1-7,20-24 July 2008, Pittsburgh, USA.

[3]   Md. E. Haque, M. Negnevitsky, and K. M. Muttaqi, "A Novel Control Strategy for a Variable-Speed Wind Turbine With a Permanent-Magnet Synchronous Generator," IEEE Trans. on Industry Applications, vol. 46, no. 1,2010.

[4]   W. Qiao, L. Qu, and R. G. Harley, "Control of TPM Synchronous Generator for Maximum Wind Power Generation Considering Magnetic Saturation," IEEE Trans. On Industry Applications, vol. 45, no. 3, pp. 1095-1105, May/June 2009.

[5]   S. M. Muyeen, R. Takahashi, T. Murata, and J. Tamura, "Integration of an Energy Capacitor System With a Variable-Speed Wind Generator," IEEE 7)·ans. on Energy Conversion, vol. 24, no. 3, 2009.

[6]   F. D. Kanellos and N. D. Hatziargyriou, "Control of Variable Speed Wind Turbines in Isolated Mode of Operation," IEEE 7)·ans. on Energy Conversion, vol. 23, no. 2, 2008.

[7]   K. S. M. Raza, H. Goto, H-J. Guo, and O. Ichinokura, "A Novel Algorithm for Fast and Eftlcient Maximum Power Point Tracking of Wind Energy Conversion Systems," Proceedings of the International Conference on Electrical Machines 2008 (ICEMS 2008)), 6 pages, 6-9 Sept., Vilamoura, 2008.

[8]  Ahmad Y Hassan, Donald Routledge Hill. Islamic Technology: An illustrated history. Cambridge University Press، 54.1986.

[9]   Y. Izumi, A. Pratap, K. Uchid, A.Uehara, T. Senjyu, and A. Yon a, “A Control Method for Maximum Power Point Tracking of a PMSG-Based WECS using Online Parameter Identification of Wind Turbine”. IEEE PEDS 2011, Singapore, 5 - 8 December 2011.

[10]   T. Senjyu, Y. Ochi, and A. Yona, " Parameter Identification of Wind Turbine for Maximum Power Point Tracking Control, " Proceeding of International Conference on Electrical Machines and Systems 2007, Oct. 8~11, Seoul, Korea.

[11]    EWEA, “Wind in power - 2009 european statistics,” February 2010.

[12]  Andreas Petersson “Analysis, Modeling and Control of Doubly-Fed Induction Generators for Wind Turbines” Department of Electric Power Engineering.

[13]  G. Lalor, A. Mullane, and M.O’Malley, “Frequency control and wind turbine technologies,” IEEE Trans. Power System, vol. 20, no. 4, pp. 1905–1913, Nov. 2005.

[14] Omid Alizadeh, Amirnaser Yazdani, " A Strategy for Real Power Control in a Direct-Drive

PMSG-Based Wind Energy Conversion System", IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 28, NO. 3, JULY 2013.

[15] S. Morimoto, H. Nakayama, M. Sanada, and Y. Takeda, “Sensorless output maximization control for variable-speed wind generation system using IPMSG,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 41, no. 1, pp.

60–67, Jan./Feb. 2005.

[16] H. Geng, D. Xu, B. Wu, and G. Yang, “Active damping for PMSGbasedWECS with DC-link current estimation,” IEEE Trans. Ind. Electron .,vol. 58, no. 4, pp. 1110–1119, Apr. 2011.

[6] Pucci , M and etal, " Neural MPPT of Variable-Pitch Wind Generators With Induction Machines in a Wide Wind Speed Range", IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 49, no. 2, 2013.

[17] B. Shen , B. Mwinyiwiwa , Y. Zhang and B.-T. Ooi  "Sensorless maximum power point tracking of wind by DFIG using rotor position phase lock loop (PLL)",  IEEE Trans. Power Electron.,  vol. 24,  no. 4,  pp.942 -951 2009

[18] Pucci , M." Sensors-less neural maximum power point tracking control of induction machines wind generators by growing neural gas and minor component analysis EXIN + reduced order observer", IEEE Transaction on Control theory and Applications, Vol. 4, No.6, 2012.

[19]   Nayeem Rahmat Ullah "Wind Power – Added Value for Network Operation" Chalmers University Of Technology G¨oteborg, Sweden 2008.

[20]   Nayeem Rahmat Ullah , Torbjörn Thiringer , and Daniel Karlsson, "Temporary Primary Frequency Control Support by Variable Speed Wind Turbines Potential and Applications "IEEE Transactions On Power Systems, Vol. 23, No. 2, May 2008.

[21]   C. Krause. Analysis of electric machinery. 2nd Edition. United States of America: Willey, 2002.

[22]   1. L. Rodriguez, 1.C. Burgos and L. Amalte. Sistemas E6licos de Produccion de Energia Electrica. Madrid: Editorial Rueda S.L, 2003.

[23]   I. Boldea. Synchronous Generators. United States of America: Taylor and Francis, 2006.

[24]  Grenier, D., L.-A. Dessaint, O. Akhrif, Y. Bonnassieux, and B. LePioufle, "Experimental Nonlinear Torque Control of a Permanent Magnet Synchronous Motor Using Saliency," IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 44, No. 5, October 1997, pp.680-687.

[25] K. Matsuse, "Motor control engineering -Basic of variable-speed drive, " Corona Publishing Co., Ltd, pp. 150, 2007 (in Japanese).

[26]   Gill, Philip E.; Murray, Walter. Algorithms for the solution of the nonlinear least-squares problem. SIAM Journal on Numerical Analysis 15 (5): 977-992.1978.

[27]   Griva, Igor; Nash, Stephen; Sofer Ariela. Linear and Nonlinear Optimization. 2nd ed. Society for Industrial Mathematics. 2008.

[28]   Ranganathan, Ananth. "The Levenberg-Marquardt Algorithm." Honda Re- search Institute, USA. 8 June 2004. 1 July 2012 (http://ananth.in/Notes _les/lmtut.pdf).

[29]   T. Senjyu, R. Sakamoto, N. Urasaki, T. Funabashi, H. Fujita, and H. Sekine, "Output Power Leveling of Wind Turbine Generator for All Operating Regions by Pitch Angle Control", IEEE. Trans. on Energy Conversion, vol. 21, no. 2, pp. 467-475, 2006.