مدلسازی و شبیه سازی یک توربین بادی مقیاس کوچک خودگردان با روش کنترلی نسبت سرعت نوک بهینه otsr

این مقاله به مدلسازی و شبیه سازی یک سیستم بادی مقیاس کوچک خودگردان مجهز به ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم، یکسوساز مد سوئیچینگ، سیستم ذخیره‌ساز، اینورتر و بار محلی می‌پردازد. جهت دریافت حداکثر توان از انرژی باد و توربین بادی، از مبدل مد سوئیچینگ (یکسوساز پل دیودی و مبدل بوست) بدلیل سادگی ساختار و صرفه اقتصادی استفاده شده است. توپولوژی ارائه شده قادر است در سرعت‌های مختلف باد، با کنترل سیکل کاری کلید الکترونیک قدرت مبدل، سرعت چرخش توربین را به نحوی تنظیم نماید تا نقاط حداکثر توان توربین ردیابی شود. برای نیل به هدف فوق از روش کنترل بهینه نسبت سرعت نوک پره (otsr) توربین به سرعت باد و تغییر نقطه کار سیستم بهره جسته و الگوریتم مربوطه تشریح شده است. به منظور تامین تقاضای بار یک مصرف کننده خانگی ac از طریق یک اینورتر تکفاز جداازشبکه به لینک dc متصل شده است که به واسطه سیستم کنترل مدولاسیون پهنای پالس طراحی شده، ولتاژ و فرکانس مطلوب بار را برآورده می‌نماید. در شرایط سرعت پایین باد، از بانک باتری های اسید-سرب به دلیل مزایای ویژه آنها استفاده گردیده که علاوه بر ثابت نگه داشتن تقریبی ولتاژ لینک dcدر سمت بار، قابلیت اطمینان سیستم نیز افزایش می دهد. مجموعه سیستم بادی ارائه شده در محیط matlab/simulink مدلسازی و شبیه سازی شده است. با تحلیل نتایج حاصله عملکرد رضایت‌بخش سیستم از جمله عملکرد بهینه توربین و اخذ حداکثر توان،‌ پاسخ دینامیکی مناسب، توازن توان اکتیو مجموعه و پیوستگی تامین بار تایید می‌شود.