Προσομοίωση και έλεγχος ανεμογεννήτριας μεταβλητών στροφών με σύγχρονη γεννήτρια

Παπαευθυμίου, Στέφανος; Papaefthimiou, Stefanos

dc.contributor.author	Παπαευθυμίου, Στέφανος
dc.contributor.author	Papaefthimiou, Stefanos
dc.date.accessioned	2025-04-10T05:46:46Z
dc.date.available	2025-04-10T05:46:46Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61663
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29359
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	σύγχρονη γεννήτρια	el
dc.subject	ελεγκτής βήματος των πτερυγίων	el
dc.subject	ανορθωτής	el
dc.subject	αντιστροφέας	el
dc.subject	μετατροπέας ανύψωσης	el
dc.subject	PSCAD/EMTDC	en
dc.subject	Variable speed wind turbine	en
dc.subject	pitch controller	en
dc.subject	rectifier	en
dc.subject	inverter	en
dc.title	Προσομοίωση και έλεγχος ανεμογεννήτριας μεταβλητών στροφών με σύγχρονη γεννήτρια	el
dc.contributor.department	Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ανεμογεννήτρια μεταβλητών στροφών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2005-09-01
heal.abstract	Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι η προσομοίωση της λειτουργίας μιας ανεμογεννήτριας μεταβλητών στροφών με σύγχρονη πολυπολική γεννήτρια και έλεγχο βήματος των πτερυγίων, με τη βοήθεια του προγράμματος PSCAD/EMTDC. Παράλληλα προτείνεται και υλοποιείται μια συγκεκριμένη στρατηγική ελέγχου των στροφών της. Αναλυτικότερα στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία αναφορά στους τρεις επικρατέστερους τύπους ανεμογεννητριών σήμερα και παράλληλα μια συγκριτική αξιολόγησή τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια πρώτη γενική παρουσίαση του συστήματος που έχουμε προσομοιώσει και στη συνέχεια ακολουθεί η περιγραφή των διαφόρων υποσυστημάτων, όπως είναι το αεροδυναμικό μέρος, η σύγχρονη γεννήτρια, ο ανορθωτής, ο μετατροπέας ΣΡ/ΣΡ ανύψωσης, ο αντιστροφέας αμφίπλευρης ροής, ο ελεγκτής βήματος των πτερυγίων και οι διάφοροι άλλοι ελεγκτές. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η στρατηγική ελέγχου των στροφών της ανεμογεννήτριας. Συγκεκριμένα επιλέγεται ο έλεγχος με μέτρηση των στροφών του δρομέα, μέσω των οποίων προσδιορίζεται η ζητούμενη ηλεκτρομαγνητική ροπή της γεννήτριας από την επιθυμητή (προκαθορισμένη) χαρακτηριστική στροφών-ροπής. Ο προσδιορισμός της ζητούμενης ηλεκτρομαγνητικής ροπής (ουσιαστικά της αναφοράς του συνεχούς ρεύματος) πραγματοποιείται με δύο τρόπους. Αυτοί οι δύο τρόποι παρουσιάζονται αναλυτικά και παράλληλα γίνεται μια συγκριτική αξιολόγησή τους μέσω αποτελεσμάτων προσομοιώσεων. Επίσης μελετάται η επίδραση του φίλτρου στροφών στη συμπεριφορά της ανεμογεννήτριας υπό την επίδραση διαφόρων διαταραχών ανέμου. Τέλος προσδιορίζονται, μέσω προσομοιώσεων, οι καταλληλότερες τιμές των παραμέτρων για τους διάφορους ελεγκτές, ώστε το σύστημα να παρουσιάζει καλή δυναμική απόκριση. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται προσομοιώσεις της λειτουργίας της ανεμογεννήτριας υπό την επίδραση διαφόρων χρονοσειρών ανέμου και μελετάται η μεταβλητότητα των στροφών, των ροπών και της τάσεως του ζυγού στον οποίο συνδέεται. Τέλος στο παράρτημα δίνονται γενικές πληροφορίες σχετικά με το PSCAD/EMTDC.	el
heal.abstract	The subject of this thesis is to simulate a pitch controlled variable speed wind turbine, employing a direct drive synchronous generator, using the program PSCAD/EMTDC. Also, a specific strategy of controlling the rotor speed is proposed and applied. Analytically, in the first chapter, we introduce the three main wind turbine types used today and also we mention some of their benefits and drawbacks. In the second chapter, at first we make a general introduction of the system that is simulated and then we describe the various subsystems, like the aerodynamic part, the synchronous generator, the rectifier, the boost converter, the inverter, the pitch controller, and some other controllers. In the third chapter, we introduce the strategy of controlling the rotor speed of a wind turbine. Specifically, we choose the control via measurement of the rotor speed through that, the reference electromagnetic torque is determined, based on the desirable function between rotor speed and torque. The determination of the wanted electromagnetic torque (or the reference of the dc current) is accomplished with two methods. These two methods are introduced analytically and, also they are compared, using the results of simulations. In addition, the effect of the rotor speed filter on the behavior of the wind turbine is studied, for various winds. Finally, the most suitable parameters of the controllers are defined after simulations, so that our system displays a good dynamical behavior. In the fourth chapter, simulations of the wind turbine are presented, for various winds, in order to study the variability of the rotor speed, the torques and the voltage at the busbar where our system is connected. Finally, in the appendix, general information is given about PSCAD / EMTDC.	en
heal.sponsor	ΕΜΠ	el
heal.advisorName	Παπαθανασίου, Σταύρος
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος
heal.committeeMemberName	Κλαδάς, Αντώνιος
heal.committeeMemberName	Μανιάς, Στέφανος
heal.academicPublisher	Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	126 σ.
heal.fullTextAvailability	false