بررسی تأثیر کنترل توان رأکتیو در میزان انتشار فلیکر و هارمونیک توربین بادی مجهز به ژنراتور القائی دو سو تغذیه

محورهای موضوعی : انرژی های تجدیدپذیر

امیر نقی‌زاده گوگدره ¹ (کارشناس ارشد/دانشگاه شاهد)
عارف درودی ² (استادیار/دانشگاه شاهد)
محمد پورمنفرد عظیمی ³ (کارشناس ارشد/دانشگاه شاهد)

تاریخ دریافت : 1391/03/25 تاریخ پذیرش : 1391/09/30 تاریخ انتشار : 1391/10/12

کلید واژه: هارمونیک, فلیکر, توربین بادی, ژنراتور القائی دو سو تغذیه, کنترل توان رأکتیو, کیفیت توان,

چکیده مقاله :

یکی از مباحثی که در مورد نیروگاههای بادی باید مدنظر قرار گیرد، مساله نوسان ولتاژ یا فلیکر است که با توجه به ماهیت متغیر سرعت باد و در نتیجه اعوجاجهای احتمالی در توان و ولتاژ توربین‌ها نیازمند بررسی است. علاوه بر این، به دلیل استفاده از مبدلهای الکترونیک قدرت، نیروگاههای بادی می‌توانند یکی از منابع تولید هارمونیک در سیستم قدرت نیز باشند. انتشار فلیکر و اعوجاجات هارمونیکی از این توربینها متأثر از سرعت و نوسانات باد، نوع ژنراتور و شرایط شبکه (برای مثال ظرفیت اتصال کوتاه و امپدانس شبکه) است. این مقاله ابتدا به مدل‌سازی فلیکرمتر، مطابق با استاندارد IEC و الگوریتم مربوط به آن پرداخته و در ادامه یک توربین بادی سرعت متغیر در سطح مگاوات با یک ژنراتور القائی دو سو تغذیه را در نرم‌افزار Matlab/Simulink شبیه‌سازی نموده است. میزان انتشار فلیکر و تولید اعوجاج هارمونیکی در طول عملکرد پیوسته با استفاده از روشهای کنترل توان رأکتیو خروجی توربین بادی مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌‌دهند که کنترل توان رأکتیو خروجی توربین بادی، تأثیر بسزائی در کاهش نوسانات ولتاژ ناشی از سرعت و شدت نوسانات باد و شرایط شبکه ایفا می‌کند اما به دلیل مسائل هارمونیکی لازم است تا بین کاهش انتشار فلیکر و افزایش هارمونیک در شبکه مصالحه‌ای صورت پذیرد تا به نحو مطلوبی کیفیت توان در این نیروگاهها بهبود یابد.

چکیده انگلیسی:

One of the most important power quality aspects in wind farms is voltage fluctuation or flicker which should be investigated due to the nature of wind speed variations. These variations result in power and voltage fluctuations at the load bus. Moreover, the wind generation systems may be assumed as a harmonics source because of their power electronic converters. There are numerous factors that affect flicker and harmonic emission of grid-connected wind turbines during continuous operation, such as wind characteristics (e.g. mean wind speed, turbulence intensity), type of generator and grid conditions (e.g. short circuit capacity, grid impedance angle). In this paper, an IEC based flickermeter is first modeled and then a variable speed wind turbine has been simulated by Matlab/Simulink software. The flicker and harmonics emissions of wind turbines equipped with DFIG during continuous operation and using output reactive control are investigated. The simulation results show that control of wind turbine output reactive power is an effective means for flicker mitigation during continuous operation. However, there should be a compromise between flicker reduction and harmonics level increase to enhance the whole power quality of wind turbine.