اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدتحسين جودة الاستطاعة الكهربائية للعنفة الريحية باستخدام نظام التخزين بالقرص الدوار
Power Quality improvement of wind turbine using flywheel storage system
1445
0 79
0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة تشرين ورقة بحثية
تاريخ النشر
2015
مجال البحث
هندسة القوى الميكانيكية
والبحث باللغة
العربية
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
يعالج هذا البحث مسألة تخزين الطاقة الكهربائية ميكانيكيا بالقرص الدوار في نظام توليد ريحي كهربائي. يتم التحكم بسرعة دوران المولدة الريحية و الآلة التحريضية ذات القرص الدوار بطريقة كهربائية باستخدام المتحكمات التقليدية PID (تناسبية – تكاملية - تفاضلية) المختارة بالاعتماد على نموذج النظام و محدداته. يعتمد التحكم بسرعة دوران الآلة التحريضية على مبدأ توجيه الفيض المغناطيسي أو ما يسمى التحكم الشعاعي بتوجيه الفيض. يتم توليد القيم المرجعية لسرعة دوران العنفة الريحية بهدف ملاحقة النقطة الأعظمية للاستطاعة. أما السرعة المرجعية للقرص الدوار فيتم توليدها بالاعتماد بشكل أساسي على مرشح من الدرجة الثانية للاستطاعة حيث يعتبر ذلك مساهمة جديدة في هذا المجال. لم يتم نمذجة المبدلات الترددية بل اكتفينا باستراتيجية التحكم. نتائج النمذجة و المحاكاة في برنامج Matlab/Simulink مرضية من جهة تنعيم الاستطاعة المسلمة للشبكة و تعكس أهمية هذا البحث.
This paper treats the issue of wind energy storage, mechanically, using the flywheel device. We control the speed of the wind turbine and the flywheel by means of traditional PID controllers. These controllers are designed depending on the system model and its parameters. Speed control is achieved by electromagnetic rotor flux orientation as called vector control. Speed reference value of the wind turbine will be generated in order to track the maximum power point. The flywheel reference speed is generated based on a second order filter of power which is considered as a new contribution in this field of research. Frequency converters are not modeled but we only consider the control strategy. The results of modeling and simulation in Matlab satisfy the power smoothing issue and reflect the importance of this study.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
يعالج هذا البحث مسألة تخزين الطاقة الكهربائية ميكانيكياً باستخدام القرص الدوار في نظام توليد ريحي كهربائي. يتم التحكم بسرعة دوران المولدة الريحية والآلة التحريضية ذات القرص الدوار باستخدام المتحكمات التقليدية PID. يعتمد التحكم بسرعة دوران الآلة التحريضية على مبدأ توجيه الفيض المغناطيسي. يتم توليد القيمة المرجعية لسرعة دوران العنفة الريحية بهدف ملاحقة النقطة الأعظمية للاستطاعة، بينما يتم توليد السرعة المرجعية للقرص الدوار بالاعتماد على مرشح من الدرجة الثانية للاستطاعة. نتائج النمذجة والمحاكاة في برنامج Matlab/Simulink أظهرت فعالية في تحسين جودة الاستطاعة الكهربائية المسلمة للشبكة. البحث يساهم في تقديم استراتيجية جديدة لتوليد الاستطاعة المرجعية باستخدام مرشح من الدرجة الثانية، مما يعزز من استقرار الشبكة الكهربائية خاصة في المناطق المعزولة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر هذا البحث خطوة مهمة نحو تحسين جودة الاستطاعة الكهربائية في أنظمة التوليد الريحي. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة. أولاً، لم يتم نمذجة المبدلات الترددية، وهو ما قد يؤثر على دقة النتائج النهائية. ثانياً، الاعتماد على المتحكمات التقليدية PID قد لا يكون الأمثل في جميع الحالات، حيث يمكن استخدام تقنيات تحكم متقدمة مثل التحكم الضبابي أو الشبكات العصبية لتحسين الأداء. أخيراً، الدراسة تركز بشكل كبير على الجانب النظري والنمذجة، وكان من الأفضل تضمين تجارب عملية لدعم النتائج النظرية.
أسئلة حول البحث
-
ما هي التقنية المستخدمة لتخزين الطاقة في هذا البحث؟
يتم تخزين الطاقة ميكانيكياً باستخدام القرص الدوار.
-
ما هو الهدف من توليد القيمة المرجعية لسرعة دوران العنفة الريحية؟
الهدف هو ملاحقة النقطة الأعظمية للاستطاعة.
-
ما هي المساهمة الجديدة التي يقدمها البحث في مجال توليد الاستطاعة المرجعية؟
البحث يقدم استراتيجية جديدة لتوليد الاستطاعة المرجعية باستخدام مرشح من الدرجة الثانية.
-
ما هي الأدوات المستخدمة في نمذجة ومحاكاة النظام في هذا البحث؟
تم استخدام برنامج Matlab/Simulink لنمذجة ومحاكاة النظام.
المراجع المستخدمة
LIU, H.; JIANG، J. Flywheel Energy Storage —An Upswing Technology for Energy Sustainability. Energy and Buildings 39, 2007, 599–604
BOLUND, B; BERNHOFF, H; LEIJON, M. Flywheel Energy and Power Storage Systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews 11, 2007, 235–258
JIAN, L. Operation of a Wind Turbine-Flywheel Energy Storage System under Conditions of Stochastic Change of Wind Energy. The Scientific World Journal Volume 2014, ID 643769, 16 pages
قيم البحث
اقرأ أيضاً
تمّ في هذا البحث تقديم طريقة جديدة للتّحكم بمرشح فعّال تفرعي Shunt Active Filter (SAF) و ذلك من أجل إلغاء توافقيات التيار و تعويض الاستطاعة الرديّة , و هذه الطريقة تعتمد على التحكم التنبئي المباشر بالطاقة Predictive Direct Power Control (P-DPC) , و ه
و يدمج بين التحكم المباشر بالطاقة و التحكم التنبئي , فالتحكم المباشر بالطاقة يقوم بالتحكم بالاستطاعة الحقيقية و الاستطاعة الرديّة للحصول على عامل استطاعة واحدي , و عند دمجه بالتحكم التنبئي فإنّ المتحكم يقوم بالتنبؤ بالتصرف المستقبلي للنّظام و ذلك من أجل جميع القيم التي يمكن أن يأخذها شعاع الجهد للمرشح , و يتمّ اختيار أفضل شعاع من أجل العينة القادمة عن طريق تصغير تابع ربح . و تمّ التّحكم بهذا المرشح بوجود حمل لاخطي على الشّبكة , و تمّت محاكاة هذا النظام على الحاسب باستخدام البيئة البرمجيّة Matlab , Simulink and Simpower , و بيّنت النّتائج أنّ هذه الطريقة أدت إلى تخفيض عامل التشوه الكلي للتيار Total Harmonic Distortion (THD%) و الحصول على تيار جيبي و تحسين عامل الاستطاعة بشكل ممتاز .
يقدم هذا العمل مرشحاً فعالاً تفرعياً ثلاثي الطور لتحسين جودة الطاقة الكهربائية من حيث تقليل التوافقيات في الشبكة الكهربائية.
تعتمد عملية التعويض على قيم تيارات الحمل اللاخطي و تيارات المرشح الفعال و اشتقاق التيارات المرجعية من التيارات المقاسة. يتم
تحويل التيارات المقاسة من الإحداثيات الثلاثية a-b-c إلى الشكل المرجعي الدوار أي إلى الإحداثيات d-q.
تمّ استخدام المتحكم التناسبي التكاملي التزامني أخذت الاشارات الناتجة عن المتحكم الى دارة قيادة تعديل عرض النبضة و منها تمّ التحكم بمفاتيح قالبة تعمل كمنبع جهد متحكم به تمثل المرشح الفعال. تمّ اثبات أداء كل من المرشح الفعال التفرعي و المتحكم التناسبي التكاملي التزامني اعتماداً على النتائج المأخوذة من النماذج المشغولة في بيئة الـماتلاب.
يظهر هذا البحث تصميم متحكم عائم للتحكم بزاوية انحراف شفرات العنفة الريحية بهدف تحسين أداء العنفة الريحية و الحصول على أعظم استطاعة ممكنة و تقليل الضياعات الناتجة عن التسارع و التباطؤ في دوران العنفة الريحية و من ثم تحسين معامل كفاءة أداء العنفة الريح
ية؛ و ذلك من خلال الإفادة من تقنيات الذكاء الاصطناعي و بصورة خاصة المنطق العائم، إذ إن المتحكم العائم يساعدنا على تجاوز نقاط الضعف في المتحكمات التقليدية التي تحتاج إلى نموذج رياضي معقد للمنظومة المتحكم بها.
صمم متحكم عائم تناسبي تكاملي و قورِن بمحتكمٍ تقليدي تناسبي تكاملي لنظام عنفة ريحية ممثلة بتابع التحويل الواصف لهذه العنفة، ووضعت القواعد اللغوية للمتحكم و توابع الانتماء لإشارتي الخطأ و تراكم الخطأ باستخدام بيئة ماتلاب، و قورنت النتائج التي أظهرت استجابة فضلى عند استخدام المتحكم العائم.
يعتبر التحكم الآلي ملتقى المعارف الهندسية، إذ ينبغي مراقبة و ضبط المتغيرات التي
تتفاعل في جميع العمليات الصناعية كي تؤدي تجهيزات المنشآت الوظائف التي شيدت
من أجلها.إن تكنولوجيا نظام التحكم الآلي لها دور كبير في تخفيف أعباء الحياة اليومية،
و جعلها
أكثر رفاهية، فنجد تطبيقات التحكم الآلي في معظم الأجهزة المنزلية ، مثل :
التبريد والتكييف و الأفران و الغسالات و غيرها. و لقد أصبحت مفاهيم التحكم الآلي تستخدم
في شتى مجالات المعرفة مثل علوم الأحياء و الاقتصاد و الاجتماع و الطب و التربية.
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.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
