ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

التحكم بلا حساس بسرعة مولد تحريضي مضاعف التغذية في العنفة الريحية

Sensorless Speed Control of Doubly Fed Induction Generator in Wind Turbine

2161   0   61   4.0 ( 1 )
 نشر من قبل جامعة تشرين مقالة
 تاريخ النشر 2017
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يقدم هذا المقال مساهمة جديدة في مجال التحكم بالسرعة بدون حساسات للمقادير الميكانيكية لمولد تحريضي مضاعف التغذية في تطبيقات العنفات الريحية. حيث يتم مراقبة السرعة و العزم الديناميكي من أجل استخدامها في التغذية العكسية في حلقات التحكم. إن الخوارزمية المقترحة للتحكم بالسرعة بدون حساس لا تتأثر بتغيرات بارامترات الآلة حيث يتم مراقبة السرعة بشكل مستقل عنها. تتجنب الخوارزمية المستخدمة إجراء التفاضل و هذا يحسن بشكل كبير من عدم التأثر بإشارات الضجيج. اعتمدنا على نظرية التحكم الشعاعي بتوجيه الفيض المغناطيسي و ذلك للتحكم بسرعة الآلة التحريضية مضاعفة التغذية. المتحكمات المستخدمة في الحلقات المغلقة هي متحكمات تناسبية تكاملية تقليدية. تمت النمذجة بالاعتماد على معادلات بارك للآلة التحريضية و على نموذج مبسط لقالبة جهد ثلاثية الطور. تبين نتائج المحاكاة في برنامج MATLAB أداء جيد للتحكم المقترح بالسرعة من دون حساس.


ملخص البحث
يقدم هذا البحث مساهمة جديدة في مجال التحكم بالسرعة بدون حساسات لمولد تحريضي مضاعف التغذية في تطبيقات العنفات الريحية. يتم تقدير السرعة والعزم الديناميكي واستخدامها في حلقات التحكم. تعتمد الخوارزمية المقترحة على مراقبة السرعة بشكل مستقل عن بارامترات الآلة، مما يجعلها مقاومة لتغيرات هذه البارامترات. تعتمد الخوارزمية على نظرية التحكم الشعاعي بتوجيه الفيض المغناطيسي، وتستخدم متحكمات تناسبية تكاملية تقليدية. تم النمذجة باستخدام معادلات بارك للآلة التحريضية ونموذج مبسط لقالبة جهد ثلاثية الطور. أظهرت نتائج المحاكاة باستخدام MATLAB أداءً جيدًا للتحكم المقترح بالسرعة بدون حساسات. يهدف البحث إلى تحسين استخلاص الاستطاعة الأعظمية من الريح باستخدام مراقب السرعة والعزم الديناميكي في حلقات التحكم المختلفة، مع تجنب استخدام التفاضل لتحسين مقاومة الضجيج. تم التحقق من فعالية المراقب من خلال النمذجة والمحاكاة، وأظهرت النتائج أداءً جيدًا في التحكم بالسرعة، مع بعض التحديات في استقرار النظام عند التغيرات الفجائية في سرعة الرياح. توصي الدراسة بمزيد من البحث لتحسين أداء النظام باستخدام استراتيجيات تحكم ومراقبين مختلفين، ودراسة تأثير التحكم بزاوية ميل الشفرات، وإمكانية التطبيق العملي للنظام المقترح.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر البحث مساهمة قيمة في مجال التحكم بالسرعة بدون حساسات لمولدات التحريضية مضاعفة التغذية، خاصة في تطبيقات العنفات الريحية. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، يمكن تحسين استقرار النظام عند التغيرات الفجائية في سرعة الرياح من خلال استخدام استراتيجيات تحكم أكثر تطوراً أو مراقبين مختلفين. ثانياً، يمكن أن يكون هناك مزيد من التركيز على التطبيق العملي للنظام المقترح، حيث أن النتائج المستخلصة من المحاكاة قد لا تكون كافية لتقييم الأداء الفعلي للنظام في بيئة حقيقية. ثالثاً، يمكن دراسة تأثير إضافة التحكم بزاوية ميل الشفرات على أداء النظام واستقراره بشكل أكثر تفصيلاً. وأخيراً، يمكن تحسين عرض النتائج والمقارنات بين الحالات المختلفة لتوضيح الفوائد والتحديات بشكل أكثر وضوحاً.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي المساهمة الرئيسية لهذا البحث في مجال التحكم بالسرعة بدون حساسات؟

    المساهمة الرئيسية هي تطوير خوارزمية جديدة لمراقبة السرعة والعزم الديناميكي لمولد تحريضي مضاعف التغذية في تطبيقات العنفات الريحية، والتي تكون مستقلة عن بارامترات الآلة وتجنب استخدام التفاضل لتحسين مقاومة الضجيج.

  2. ما هي النظرية المستخدمة في التحكم بالسرعة في هذا البحث؟

    تم استخدام نظرية التحكم الشعاعي بتوجيه الفيض المغناطيسي للتحكم بسرعة الآلة التحريضية مضاعفة التغذية.

  3. ما هي التحديات التي واجهها الباحثون في تحقيق استقرار النظام؟

    واجه الباحثون تحديات في استقرار النظام عند التغيرات الفجائية في سرعة الرياح، حيث أظهرت النتائج بعض المشاكل في استقرار النظام في هذه الحالات.

  4. ما هي التوصيات التي قدمها الباحثون لتحسين أداء النظام؟

    أوصى الباحثون بدراسة إمكانية تحسين أداء النظام بوجود القالبة والمراقب عن طريق تغيير استراتيجية التحكم أو نوع المراقب، ودراسة تأثير إضافة التحكم بزاوية ميل الشفرات، وإمكانية التطبيق العملي للنظام المقترح، وتخفيف أثر الحالة العابرة عند الربط مع الشبكة العامة.


المراجع المستخدمة
GOGAS K. Design of a robust speed and position sensorless decoupled P-Q controlled Doubly-Fed Induction Generator for variable-speed wind energy applications. Department of Electrical and Computer Engineering McGill University Montreal, Quebec, Canada 2007, 28-39
CARDENAS R., PENA R.,PROBOSTE J., ASHER G., CLARE J. MRAS Observer for Sensorless Control of Standalone Doubly Fed Induction Generators. IEEE Transactions on energy conversion, VOL. 20, NO. 4, 2005,710-717
YANG Sh. Novel sensorless generator control and grid fault ride-through strategies for variable-speed wind turbines and implementation on a new real-time simulation platform. Graduate Theses and Dissertations, Digital Repository, Iowa State University, 2010, 35-44
قيم البحث

اقرأ أيضاً

في هذا المقال تطرقنا إلى التحكم الكفء باستعمال النمط الإنزلاقي بالتحكم في الطاقة الفعالة و الردية المنتجة من طرف الآلة ذات التغذية المزدوجة (DFIG) و يمكن استعمال هذه التقنية في كل مجالات إنتاج الطاقة و المحركات الكهربائية. كتب النموذج الرياضي للما كنة في المحاور (q-d) من أجل التحكم في التبادل في الطاقة بين المولدة و الشبكة الكهربائية، و هذا الأخير يسمح لنا بالتحكم المنفصل للطاقة الفعالة و الردية من خلال التيار في الجزء الساكن للمولد باستعمال النمط الإنزلاقي.
أخذ التوليد الموزع المنتشر عالمياً دوراً مهماً في تشغيل أنظمة توزيع القدرة الكهربائية. و على أية حالة، فإن وجود التوليد الموزع له تأثيرات في موضوعات مختلفة مثل تيارات الأعطال و الحمايات من الأعطال و مخططات عمل نظم الحماية. في حال وجود قصر كهربائي في النظام، فإن وجود منبع توليد موزع أو أكثر يمكن أن يؤثر في سوية تيارات القصر، و في مراقبة التوترات و التيارات في المحطات الفرعية. إن منبع التوليد الرئيسي ليس عليه أن يحقن استطاعة إضافية في الخط بسبب منبع التوليد الموزع، و بناء على ذلك ستكون التيارات و التوترات في المحطات الفرعية مختلفة عن تلك المقيسة دون وجود التوليد الموزع.
إن هدف التحكم بالعنفات هو الحصول على الحد الأعظمي من الطاقة المأخوذة من الرياح في الوقت الذي يتم فيه انقاص الأحمال الميكانيكية. إن تقنيات التحكم الحالية لا تأخذ بالحسبان الجانب الديناميكي للريح و للعنفة, و هذا يؤدي إلى خسائر مهمة في الطاقة, إضافة إلى كونها ليست فعالة. لذلك و من أجل إدخال بعض التحسينات على تقييم الفعالية التطبيقية للمتحكمات اللاخطية، يمكن اشتقاق متحكمات التغذية العكسية للحالتين الستاتيكية و الديناميكية اللاخطيتين و ذلك بالنسبة لمُقِّيم سرعة الريح، ثم اختبار المتحكمات وفقاً لنموذج رياضي تم تطبيقه على محاكي عنفة ريحية بوجود اضطرابات و ضجيج قياسي. أظهرت النتائج فعلياً تحسناً مهماً بالمقارنة مع المتحكمات الخطية المستخدمة حالياً.
يهدف هذا البحث إلى اكتشاف التمازج الحاصل بين اضطراب طبقة الغلاف الجوي السفلى و الجريان خلف عنفة ريحية بإبعاد حقيقية على ارتفاع مناسب عن سطح الأرض، اعتمدت الدراسة نموذج القرص الفعال في الحالة الدورانية (RADM) كنموذج مختلط بين حالة القرص الفعال ثلاثي ا لبعد 3D ، و نموذج الريشة الافتراضي VBM، و تم إدخال تصحيح ضياعات طرف الريشة TLC و ذلك من اجل تقريب النموذج من الحالة الواقعية. في الجزء السفلي من طبقة الغلاف الجوي السطحية ترتفع نسبة الاضطراب نتيجة عدة عوامل ، و تتدرج السرعة مع الارتفاع الشاقولي عن الأرض، و مع ازدياد أحجام العنفات الريحية مؤخراً و ازدياد قطر الدوار و بنتيجة وقوعها ضمن الجزء المضطرب من طبقة الغلاف الجوي أصبح لايمكن عد توزع السرعة منتظما على كامل الدوار. إن تدرج السرعة على ارتفاع الدوار و نسبة الاضطراب المرتفعة في الجزء السفلي منه يؤدي إلى زيادة أحمال التعب على الريش و امتداد اضطراب اعقاب الجريان الى مسافات اكبر مما يزيد من الضياعات في المزرعة الريحية و يقلل من الطاقة السنوية المنتجة AEP.
يتضمن هذا البحث طريقة للتحكم بسرعة محرك حثي ثلاثي الطور باستخدام تقنية سيطرة المتجه المباشر بدون متحسس للسرعة بالاعتماد على نظرية تقييم فيض الجزء الساكن للمحرك. وتتكون منظومة سوق المحرك من معدل قنطري ثلاثي الطور غير محكوم وعاكس يعمل بنظام تضمين عرض ا لنبضة بتقنية المتجه الفراغي للتشغيل والسيطرة على سرعة المحرك تحت عزوم ميكانيكية مختلفة. تم تقييم سرعة الدوار من خلال تقييم تردد الانزلاق للمحرك واستخدامه كتغذية خلفية بدل متحسس السرعة ألاسترجاعي (تاكوميتر) وفق التقنية أعلاه. تم استخدم تقنية الفولتية/تردد مع المتحكم التكاملي التناسبي للحصول على استجابة دقيقة من خلال المقارنة بين السرعة المطلوبة والسرعة المخمنة للوصول إلى دقة واستجابة جيدة بعد حساب قيم الكسب التناسبي وزمن التكامل للمتحكم. وكانت نتائج التمثيل الحاسوبي باستخدام برنامج (Matlab\Simulink) لاستجابة السيطرة على سرعة المحرك للحالة المستقرة والديناميكية لعزوم بحدود (5-10N.m) مرضية وبأقل خطأ ممكن وكذلك أوضحت النتائج فولتية وتيار وفيض الساكن المقيّمة للمحرك في أطار المرجع الثابت والمرجع التزامني الدوار للمحور المباشر والعمودي، والسرعة التزامنية وسرعة الدوار وسرعة الانزلاق المخمنة لسرع تتراوح (250-1486rpm).
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا