دانلود پروژه کارشناسی مهندسی برق: طراحي و شبيه­ سازي کنترل‌کننده‌های هوشمند بهینه براي کنترل بار فرکانس توربین‌های بادی

دانلود پایان نامه

متن کامل پایان نامه

با عنوان : طراحي و شبيه­ سازي کنترل‌کننده‌های هوشمند بهینه براي کنترل بار فرکانس توربین‌های بادی

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان­نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc.”

مهندسی برق-کنترل

عنوان:

طراحي و شبيه­ سازي کنترل‌کننده‌های هوشمند بهینه براي کنترل بار فرکانس توربین‌های بادی

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد

یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

چکیده

امروزه با توجه به نیاز روزافزون بشر به انرژی از یک سو و کاهش منابع سنتی انرژی از سویی دیگر، نیاز به یافتن منابع جدید انرژی به روشنی احساس می گردد. جایگزینی منابع فسیلی با انرژی های نو و تجدیدپذیر راهکاری است که مدت هاست مورد توجه کشورهای پیشرفته جهان قرار گرفته است. در بین منابع انرژی های نو، انرژی باد به دلیل پاک و پایان ناپذیر بودن، داشتن قابلیت تبدیل به انرژی الکتریکی و رایگان بودن گزینه مناسبی برای این منظور می باشد. مشکل عمده در بهره برداری از آن این است که تغییرات لحظه ای سرعت باد باعث ایجاد نوسانات در توان خروجی توربین بادی می شود که این نوسانات به شکل تغییر فرکانس در سرتاسر سیستم منعکس می شود و عملکرد سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد. به صورت سنتی وظیفه کنترل فرکانس به عهده واحد های تولید کننده انرژی سنتی می باشد اما با افزایش مشارکت واحدهای تولید بادی در تولید انرژی برای بهبود عملکرد سیستم، آنها نیز باید در کنترل فرکانس شرکت کنند.

این پایانامه به بررسی نقش مشارکت واحدهای تولید بادی درکنترل فرکانس پرداخته است و برای کنترل فرکانس، کنترل هر چه بهتر تغییرات سرعت توربین های بادی پیشنهاد شده است. ابتدا سیستم قدرت مورد نظر با استفاده از کنترل کننده PI کلاسیک برای کنترل کردن سرعت ژنراتور توربین بادی شبیه سازی شده و در ادامه به منظور بهبود عملکرد سیستم، بهینه سازی تنظیم پارامترهای کنترل کننده PI با الگوریتم بهینه سازی هوشمند ازدحام ذرات پیشنهاد شده است. در پایان به علت اینکه سیستم های قدرت در حضور واحدهای بادی در معرض تغییر پارامترها و عدم قطعیت های زیادی قرار می گیرند جایگزینی کنترل کننده PI با کنترل کننده فازی پیشنهاد شده است که غیر خطی می باشد و عملکرد مقاومتری نسبت به تغییر پارامترهای سیستم از خود نشان می دهد. بدیهی است با بهینه سازی کنترل کننده فازی مورد نظر با الگوریتم بهینه سازی هوشمند ازدحام ذرات نتایج مطلوب تری بدست می آید.

کلید واژه: کنترل فرکانس سیستم قدرت- سیستم های تبدیل کننده انرژی باد- کنترل کننده PI – کنترل کننده فازی- الگوریتم ازدحام ذرات

۱-۱ طرح مسئله

امروزه با توجه به نیاز روزافزون بشر به انرژی الکتریکی از یک سو و محدودیت ذخایر سوخت‌هاي فسیلی و همچنین نگرانی‌هاي زیست محیطی در پی افزایش گاز دی اکسید کربن و دیگر گاز‌هاي گلخانه‌اي از سویی دیگر، نیاز به یافتن منابع جدید انرژی به روشنی احساس مي‌گردد. جایگزینی منابع فسیلی با انرژی‌هاي نو و تجدیدپذیر راهکاری است که مدت‌هاست مورد توجه کشور‌هاي پیشرفته جهان قرار گرفته است. یکی از مهمترین انرژی‌هاي تجدید پذیر، انرژی باد مي‌باشد. انرژی باد پایان ناپذیر، رایگان و پاک است در ضمن به راحتی قابل تبدیل به انرژی الکتریکی مي‌باشد پس مي‌تواند در بین منابع انرژی‌هاي نو گزینه مناسبی جهت جایگزینی با منابع فسیلی باشد[۱].

استفاده از انرژی باد در هر سال رشد ۱۰% را در دنیا و رشد ۳۷% را در اروپا داشته است. پیشبینی مي‌شود تا سال ۲۰۲۰ در حدود ۱۰% انرژی کل دنیا توسط نیروگاه‌هاي بادی تولید شود که تا ۵۰% در سال ۲۰۵۰ افزایش خواهد داشت[۲‍].

با وجود اینکه استفاده از انرژی باد به منظور تولید انرژی الکتریکی پیشینه زیادی دارد اما به دلیل نفوذ کمي که در تولید انرژی داشته‌اند تاثیر وجود آنها در شبکه چندان مورد بررسی قرار نگرفته است. منبع انرژی باد غیر قابل پیش بینی است بنابراین اضافه شدن مقدار قابل توجهی از واحد‌هاي تولید بادی به شبکه‌هاي الکتریکی موجود، تاثیر قابل ملاحظه‌اي بر طراحی، کارکرد و کنترل شبکه خواهد گذاشت.

به علت متغیر بودن سرعت باد سرعت توربین‌هاي بادی مدام در حال تغییر است و از آنجایی که توان خروجی توربین‌هاي بادی با مکعب سرعت باد متناسب است تغییرات لحظه‌اي سرعت باد باعث ایجاد نوسانات در توان خروجی توربین بادی مي‌شود و این نوسانات به شکل تغییر فرکانس در سرتاسر سیستم منعکس مي‌شود. از طرفی مي‌دانیم به منظور اینکه یک سیستم قدرت عملکرد رضایت بخشی داشته باشد، ثبات فرکانس در آن امری ضروری است. پس مي‌توان گفت در حضور واحد‌هاي تولید بادی در سیستم ‌هاي قدرت که آشفتگی‌ها و تغییر پارامتر‌هاي بیشتری را به سیستم تحميل مي‌کنند کنترل فرکانس سیستم بیش از پیش مورد توجه قرار مي‌گیرد و نیازمند مطالعات بیشتری مي‌باشد.

به صورت سنتی سیستم‌هاي تبدیل کننده انرژی بادی [1](WECS) در کنترل فرکانس شرکت نمي‌کنند، به این معنی که وقتی فرکانس در شبکه زیاد یا کم مي‌شود واحد‌هاي بادی تولید خود را زیاد یا کم نمي‌کنند بلکه با افزایش یا کاهش تولید واحد‌هاي سنتی افت یا افزایش فرکانس جهت نگه داشتن فرکانس شبکه در محدوده مجاز خود، جبران مي‌شود. اما با افزایش مشارکت واحد‌هاي تولید بادی در تولید انرژی برای بهبود عملکرد سیستم، آنها نیز باید در کنترل فرکانس شرکت کنند.

این پايان‌نامه به بررسی نقش توربین‌هاي بادی سرعت متغیر در تنظیم و کنترل فرکانس پرداخته است و به منظور نگه داشتن فرکانس در محدوده مورد نظر کنترل هرچه بهتر تغییرات سرعت توربین‌هاي بادی پیشنهاد شده است. به این منظور ابتدا سیستم قدرت مورد نظر با استفاده از کنترل‌کننده PI کلاسیک برای کنترل‌کننده سرعت ژنراتور توربین بادی در حضور اغتشاش‌هاي کوچک شبیه سازی شده و در ادامه به منظور بهبود عملکرد سیستم، بهينه‌سازي تنظیم پارامترهاي کنترل‌کننده PI با الگوریتم بهينه‌سازي هوشمند ازدحام ذرات[2] پیشنهاد شده است. از آنجایی که سیستم قدرت در حضور واحد‌هاي بادی مدام در معرض عدم قطعیت و تغییر پارامتر قرار مي‌گیرد پیشنهاد شده است که به منظور کنترل تغییرات سرعت توربین‌هاي بادی به جای کنترل‌کننده PI، کنترل‌کننده فازی قرار بگیرد که عملکرد مقاومتری نسبت به تغییر پارامتر‌هاي سیستم از خود نشان مي‌دهد. بدیهی است با بهينه‌سازي کنترل‌کننده فازی مورد نظر با الگوریتم بهينه‌سازي هوشمند ازدحام ذرات نتایج مطلوب تری بدست مي‌آید.

۲-۱ اهداف تحقیق

رشد سریع و نفوذ بیشتر واحد‌هاي تولید بادی در سیستم‌هاي قدرت موجب شده روش‌هاي کنترل فرکانس این سیستم ها متفاوت با روش‌هاي سنتی کنترل فرکانس باشد. ارائه روش‌هاي جدید کنترل فرکانس در اینگونه سیستم‌ها همواره مورد توجه محققین بوده است.

در زیر به خلاصه ای از اهداف این تحقیق اشاره شده است.

  • ارائه مدل فضای حالت برای سیستم قدرت تک ناحیه‌اي که به منظور تولید انرژی از واحد‌هاي تولید انرژی سنتی و غیرسنتی (بادی) به طور همزمان بهره گرفته است.
  • شبیه‌سازي سیستم معرفی شده با استفاده از کنترل‌کننده PI کلاسیک برای کنترل‌کننده سرعت ژنراتور توربین بادی در حضور اغتشاش‌هاي کوچک.
  • بهبود عملکرد سیستم با بهينه‌سازي تنظیم پارامتر‌هاي کنترل‌کننده PI کلاسیک با الگوریتم بهينه‌سازي هوشمند ازدحام ذرات.
  • ارائه کنترل‌کننده فازی به جای کنترل‌کننده PI و تنظیم ضرایب آن با الگوریتم بهينه‌سازي هوشمند ازدحام ذرات و مقایسه عملکرد آنها.

۳-۱ معرفی فصل ‌هاي مورد بررسی در این تحقیق

فصل دوم به بررسی انرژی باد، انواع توربین‌هاي بادی و نحوه عملکرد سیستم‌هاي تبدیل کننده انرژی باد مي‌پردازد. فصل سوم به ارائه مدل فضای حالت سیستم قدرت تک ناحیه‌اي در حضور واحد‌هاي بادی پرداخته، و برای کنترل تغییرات سرعت توربین‌هاي بادی از کنترل‌کننده PI کلاسیک استفاده مي‌کند و در پایان به معرفی الگوریتم ازدحام ذرات مي‌پردازد. در فصل چهارم به منظور بهبود عملکرد، تنظیم پارامتر‌هاي کنترل‌کننده PI کلاسیک با الگوریتم بهينه‌سازي هوشمند ازدحام ذرات انجام مي‌گیرد. فصل پنجم نیز به ارائه کنترل‌کننده فازی بهینه با استفاده از الگوریتم بهينه‌سازي هوشمند ازدحام ذرات برای کنترل‌کننده سرعت ژنراتور توربین بادی مي‌پردازد و در نهايت در فصل ششم نتایج با هم مقایسه شده‌اند و زمينه‌اي برای کار‌هاي بعدی ارائه مي‌گردد.

تعداد صفحه :99

قیمت : 4800 تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :  

     ۰۹۳۰۹۷۱۴۵۴۱ فقط پیامک        serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما

  serderehi@gmail.com

ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

 

---  -- ----