Ανάλυση αιολοκών συστημάτων με ασύγχρονη μηχανή διπλής τροφοδοσίας

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάλυση και τον έλεγχο της ασύγχρονης γεννήτριας και της διπλά τροφοδοτούμενης ασύγχρονης μηχανής (DFIG) που χρησιμοποιείται σε αιολικά συστήματα. Τα πρώτα κεφάλαια, αναφέρονται κάποια στοιχεία απαραίτητα για την κατανόηση του αντικειμένου και των προβλημάτων, και ακολουθεί η ενασχόληση με την ασύγχρονη(επαγωγική) γεννήτρια διπλής τροφοδοσίας. Αφού αναλυθεί η μηχανή, εξάγονται οι εξισώσεις λειτουργίας αυτής και του μετατροπέα και τέλος εφαρμόζονται οι απαραίτητη έλεγχοι για την επίτευξη της επιθυμητής συμπεριφοράς της μηχανής σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας. Σε αιολικά συστήματα με τέτοιου τύπου μηχανής θα γίνει έλεγχος ισχύος. Για να γίνει αυτό, αρχικά παράγεται ένα πρότυπο της επαγωγικής μηχανής διπλής τροφοδοσίας (DFIG) σε σύστημα δύο αξόνων (d-q). Στην συνέχεια περιγράφεται η διαδικασία σύνδεσης του συστήματος με το δίκτυο. Ακολουθεί ο έλεγχος της ενεργού και άεργου ισχύος. Για να επιτευχθεί ο έλεγχος της ενεργού και της άεργου ισχύος του στάτη η οποία ανταλλάσσεται ανάμεσα στην DFIG και το δίκτυο, παρουσιάζεται μια μέθοδος διανυσματικού ελέγχου.

The present work starts with an introduction to the renewable energy sources (RES). After that it shows the analysis and the control of the doubly – fed induction generator that is used in wind turbines. The first chapters, are reported certain essential elements for the comprehension of object and its problems. After the presentation of the generator and its parts, the mathematical model and the operational equations give further orientation. Power control will be applied on this type of wind turbine. This can be achieved using the basic model of the generator and the d-q axis. Grid connection will be analyzed too. The power control and power flow between the generator and the grid have chosen to be studied.