مدل سازی مزرعه بادی مجهز به ژنراتور القایی دوسوتغذیه با معادل سازی بخش مکانیکی با استفاده از خوشه بندی بر اساس ضریب جذب توان

با توجه به افزایش چشم‌گیر استفاده از توان تولیدی توربین‌های بادی و توسعه روزافزون مزارع بادی، دیگر تاثیر آن‌ها بر روی سیستم‌های قدرت قابل چشم‌پوشی نبوده و مدل‌سازی مناسب مزارع بادی از اهمیت خاصی برخوردار شده است. در بسیاری از مطالعات، هنگام مطالعه اثر یک مزرعه بادی روی سیستم قدرت، به جای مدل‌سازی دقیق همه توربین‌های موجود در مزرعه، عملکرد مزرعه بادی در نقطه کوپل مشترک با شبکه به صورت عملکرد مزرعه معادلی شامل یک ژنراتور و یک توربین معادل، که از معادل‌سازی توربین‌های بادی مزرعه واقعی حاصل شده است، در نظر گرفته می‌شود. این موضوع علاوه بر اینکه موجب سادگی تحلیل سیستم می‌شود، کاهش چشمگیر بار محاسباتی مطالعات را نیز به دنبال خواهد داشت. برای بهتر شدن دقت می توان بخش مکانیکی را با استفاده از روش‌های دسته‌بندی بجای یک توربین با چند توربین معادل‌سازی کرد. تاکنون روش‌های مختلفی برای انجام این نوع معادل‌سازی در مزارع بادی معرفی شده‌اند که همه آنها از ویژگی سرعت باد به عنوان شاخص دسته‌بندی توربین‌ها استفاده می‌کنند. در این مقاله برای دسته بندی توربین‌های بادی بجای سرعت باد استفاده از ضریب جذب توان توربین بادی به عنوان ویژگی دسته‌بندی پیشنهاد شده است. سپس در ادامه با معادل‌سازی بخش مکانیکی توربین‌ها در هریک از خوشه‌ها نتایج با حالتی که دسته بندی بر اساس سرعت باد صورت گرفته باشد و همینطور با مدل دقیق مورد مقایسه قرار گرفته است. برای شبیه‌سازی از نرم‌افزار matlab استفاده شده است. نتایج حاکی از آنست که روش مورد استفاده، موجب بهبود دقت نتایج حاصل از معادل‌سازی خواهد شد.

Modeling Doubly Fed Induction Generator Based Wind Farms by Aggregating the Mechanical Parts Using Clustering by Power Coefficient

Due to the increase in wind power production and the increasing development of wind farms its impact on power systems cannot be neglected and modeling of wind farms has been converted to an important topic in power engineering. When studying the effects of a wind farm on the power system, Instead of modeling the wind farm in detail, the performance of the wind farm at the point of the common coupling can be considered as an equivalent model includes an equivalent generator and an equivalent turbine. This approach in addition to simplify the system analysis would considerably reduce the simulations burden. In order to improve the accuracy of this equivalent model the mechanical parts of the wind turbines can be replaced with more than one equivalent turbine using clustering algorithms. Traditionally these algorithms consider the wind speed as the feature for clustering. In this paper it is proposed to classify the wind turbines by power coefficient of each turbine instead of the wind speed. The simulation results obtained using this approach is verified against the conventional approach and also the detailed model. Simulations are done in MATLAB. The results indicate that the accuracy of the equivalent model obtained using proposed approach, is considerably improved.