Λειτουργία Και Έλεγχος Συστήματος Ανεμογεννήτριας Με Μηχανή Επαγωγής Σε Διάταξη Διπλής Τροφοδότησης

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η προσομοίωση της λειτουργίαςμιας ανεμογεννήτριας (Α/Γ) μεταβλητής ταχύτητας με γεννήτρια επαγωγής διπλήςτροφοδότησης (ΓΕΔΤ) καθώς επίσης και ο έλεγχος της γωνίας βήματος των πτερυγίων.Η προσομοίωση γίνεται με τη βοήθεια του προγράμματος Matlab/Simulink.Αναλυτικότερα στο Κεφάλαιο1, γίνεται εισαγωγή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας(ΑΠΕ). Αναφέρονται τα είδη, τα πλεονεκτήματα και ο ενεργειακός τους ρόλος στηνπαραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας σε εθνικό επίπεδο. Από τις ΑΠΕ, αναλύεται η αιολικήενέργεια. Γίνεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή και παρουσιάζεται η χρησιμότητα της,τα προβλήματα που προκύπτουν από την σύνδεση Α/Γ στο δίκτυο και η θέση της στοπαγκόσμιο ενεργειακό επίπεδο.Στο Κεφάλαιο 2, γίνεται παρουσίαση των μηχανών επαγωγής. Συγκεκριμένα,παρουσιάζεται η μαθηματική θεμελίωση της θεωρίας των μετασχηματισμών σε πλαίσιοαναφοράς δύο κάθετων αξόνων που περιστρέφεται με αυθαίρετη ταχύτητα και ημοντελοποίηση (δυναμικό μοντέλο) των ασύγχρονων ηλεκτρικών μηχανών επαγωγής.Στο Κεφάλαιο 3,γίνεται μια γενική παρουσίαση των αιολικών συστημάτων. Περιγράφονταιτα δομικά στοιχεία της Α/Γ, η αεροδυναμική μετατροπή της ενέργειας του ανέμου σεηλεκτρική, τα διάφορα συστήματα Α/Γ που χρησιμοποιούνται και δίνεται το μαθηματικόμοντέλο της γεννήτριας επαγωγής διπλής τροφοδότησης.Στο Κεφάλαιο 4,παρουσιαζεται η συνολική στρατηγική ελέγχου Α/Γ μεταβλητήςταχύτητας με ΓΕΔΤ,η οποία περιλαμβάνει τον αεροδυναμικό έλεγχο της Α/Γ και τονηλεκτρικό έλεγχο της γεννήτριας επαγωγής διπλής τροφοδότησης στην πλευρά του δρομέα(μηχανής) και στην πλευρά του στάτη (δικτύου).Στο Κεφάλαιο 5, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από δοκιμές που έγιναν με το μοντέλοπροσομοίωσης που αναπτύχθηκε στο κεφάλαιο 4, ως προς την απόκριση του συστήματοςυπό την επίδραση διαφόρων αλλαγών του ανέμου. Τέλος, παρατίθενται γενικά σχόλια καισυμπεράσματα της εργασίας για τη λειτουργία και απόκριση του συστήματος πουαναπτύχθηκε.Στο παράρτημα δίνονται ευρετήριο συμβόλων,τα χαρακτηριστικά της γεννήτριας, τουμετατροπέα και της τουρμπίνας που χρησιμοποιήθηκαν στο πρόγραμμα και μοντέλαπροσομοίωσης της συνολικής στρατηγικής ελέγχου του συστήματος.