مقایسه روش های کنترل مبدل سمت ماشین در توربین-ژنراتور بادی مبدل کامل با ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم

محور توربین-ژنراتورهای بادی نسبتاً نرم بوده و سیستم مکانیکی عموماً به‌صورت دو‌جرمه مدل می‌شود. مدل دو‌جرمه دارای مدهای پیچشی نوسانی است که در‌هنگام تغییرات سرعت باد و وقوع خطا در شبکه این مدها در پاسخ‌های خروجی ژنراتور ظاهر می‌شود. توربین-ژنراتورهای بادی سنکرون مغناطیس دائم دارای مبدل‌های سمت ماشین و سمت شبکه است که به‌وسیله مبدل سمت ماشین می‌توان سرعت/توان ژنراتور را در مقدار مطلوب جهت کارکرد در مد توان بهینه کنترل نمود. در حقیقت کنترل اصلی توربین بر‌عهده مبدل سمت ماشین است. همچنین به‌وسیله مبدل سمت شبکه ولتاژ لینک dc در مقدار مرجع ثابت نگه داشته‌می‌شود. هدف این مقاله، تبیین استراتژی‌های مختلف کنترلی مبدل سمت ماشین در توربین-ژنراتور بادی سنکرون مغناطیس دائم است. استراتژی‌های مختلف کنترلی شامل کنترل توربین-ژنراتور در مد کنترل سرعت، مد کنترل توان و یا مد نرخ سرعت نوک بهینه می‌باشد. سپس عملکرد روش‌های کنترلی شرح‌داده‌شده، در‌ازای تغییرات سرعت باد، نوسانات توان ناشی از سایه برج و افتادگی ولتاژ شبکه آزموده و مقایسه می‌شود. در ادامه با بهبود عملکرد کنترل کننده مبدل سمت ماشین، پاسخ توربین بادی بهبود داده‌می‌شود

Comparison of Machine side Converter Control Methods in PMSG based Wind Turbines

Wind turbinegenerators shaft is relatively soft and wind turbine mechanical systems is usually represented as two mass model. Two mass model contains torsional oscillatory modes that may be excited under wind speed variations and grid fault conditions. In this state, torsional oscillations may appear on the output responses of the wind turbinegenerator. PMSG based WTs include two converters: machine side converter (MSC) and grid side converter (GSC). The main function of the GSC is the dclink voltage regulation. Also, the MSC is used to control the generator speed or active power, and thus the control of the generator is mainly carried out by the MSC. There are different strategies for the control of MSC. The purpose of this paper is to study different control strategies of the MSC in the PMSG based WTs. These control strategies include turbinegenerator control in speed control mode, power control mode or optimum tip speed ratio mode. Then, performance of the WT by using the mentioned control strategies against wind speed changes, aerodynamic power fluctuations due to tower shadow effect and grid voltage dip is examined and compared. Next, by modifying the MSC control, the wind turbine response is improved.