بهبود ساختار مدار الکترونیک قدرت و کنترل ژنراتورهای آسنکرون تغذیه دوگانه در مزرعه بادی

بهره برداری مناسب از منابع تجدیدپذیر انرژی بدلیل سازگاری آنها با محیط زیست، عدم آلاینده بودن و وابسته نبودن آنها به منابع تجدیدناپذیر انرژی چون سوخت های فسیلی، در سالیان اخیر بسیار مورد توجه متخصصین صنعت برق قرار داشته است. در این راستا بهره گیری از انرژی باد، بسیار مورد توجه بوده است. تحقیقات صورت گرفته، برتری تولید پیکربندی های توربین بادی با سرعت متغیر را نسبت به سرعت ثابت از حیث میزان تولید، بازده و انعطاف پذیری اثبات کرده اند. مطالعات بسیاری بر روی کاربرد ژنراتورهای آسنکرون، سنکرون و مغناطیس دائم در سیستم های سرعت متغیر انجام گرفته است. در این بین ژنراتورهای القایی تغذیه دوگانه بسیار مورد توجه بوده اند. چرا که آنها قادر به تولید قابل کنترل توان در مقیاس های بالا در مزرعه های بادی با کاهش ظرفیت مبدل های الکترونیک قدرت در مقایسه با دیگر توپولوژی-های تولید بادی با همان محدوده تولید توان بوده اند. از طرف دیگر سطح توان ژنراتورهای القایی بکار رفته در مزرعه های بادی امروزی افزایش چشم گیری داشته است، بخصوص اینکه مزرعه های بادی offshore نیز بدلیل انرژی باد بیشتر در دریاها و وجود فضای کافی جهت نصب توربین ها بسیار توسعه یافته اند، بطوری که استفاده از توربین های بادی 4 تا 5 مگاواتی نیز در این مزارع به چشم می خورد. افزایش سطح توان مورد نیاز که همراه با افزایش نرخ توان مبدل های الکترونیک قدرت بکار رفته در این سیستم ها می باشد جهت تحقیقات را به سمت استفاده از اینورترهای چند سطحی در این گونه سیستم ها معطوف کرده است. پروژه مذکور با انگیزه ارائه روشی ساده، دقیق و کارآمد جهت کنترل مستقیم توان با استفاده از اینورتر سه سطحی برای کاربرد ماشین های القایی توان بالا ارائه شده است. به همین منظور، پس از بررسی تاثیر اعمال هر یک از بردارهای ولتاژ تولیدی توسط اینورتر سه سطحی بر روی تغییرات توان و شار ماشین و استخراج درجه های آزادی موجود، استراتژی مناسبی جهت انتخاب بردار ولتاژ مناسب با هدف کاهش فرکانس سوئـچینگ مبدل پیشنهاد شده است. همچنین با استفاده از مدولاسیون فضای برداری، استراتژی سوئیچینگ متقارنی جهت کنترل مبدل طرف شبکه بمنظور کمک به متعادل سازی نطقه خنثی مبدل سه سطحی، کاهش فرکانس سوئیچینگ و بهبود عملکرد هارمونیکی مبدل ارائه گردیده است. در پایان نیز نتایج عملکرد هر دو مبدل ارائه شده است.