Μοντελοποίηση Ηλεκτρονικών Μετατροπέων Ευρέως Χρησιμοποιούμενων Σε Ανεμογεννήτριες Μεταβλητών Στροφών

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η προσομοίωση της λειτουργίας μιας ανεμογεννήτριας μεταβλητών στροφών με πολυπολική σύγχρονη γεννήτρια ηλεκτρικής διέγερσης και έλεγχο βήματος πτερυγίων, με τη βοήθεια του προγράμματος Mathlab/Simulink 7.6.0 (R2008a). Αναλυτικότερα, στο Κεφάλαιο 1, γίνεται μια εισαγωγή στην έννοια των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, με εξειδίκευση στην αιολική ενέργεια. Εξετάζονται, επίσης, οι κυριότερες τεχνικές απαιτήσεις για τη διασύνδεση των αιολικών πάρκων στο δίκτυο.Στο Κεφάλαιο 2, περιγράφονται τυπικές διαμορφώσεις του ηλεκτρικού μέρους των ανεμογεννητριών και παρουσιάζεται το σύστημα με τα επιμέρους μοντέλα που αναπτύχθηκαν. Δίνεται το αναλυτικό μαθηματικό μοντέλο του αεροδυναμικού υποσυστήματος της ανεμογεννήτριας με τις σχετικές καμπύλες ελέγχου, καθώς επίσης και η βασική θεωρία των σύγχρονων μηχανών με τις εξισώσεις που ισχύουν και το μετασχηματισμό μεταξύ πλαισίων αναφοράς που εφαρμόζεται. Ακόμα, παρουσιάζονται τα μοντέλα του τριφασικού ανορθωτή με διόδους και του μετατροπέα ανύψωσης.Στο Κεφάλαιο 3, αναφέρονται οι κυριότερες εφαρμογές των DC/AC μετατροπέων και περιγράφεται η αρχή λειτουργίας του τριφασικού DC/AC μετατροπέα πηγής τάσης που συνδέεται στο δίκτυο μέσω LC-φίλτρου. Παρουσιάζονται, επίσης, βασικές τεχνικές διαμόρφωσης του εύρους των παλμών.Στο Κεφάλαιο 4, περιγράφονται αναλυτικά η στρατηγική ελέγχου της ανεμογεννήτριας και οι τιμές των παραμέτρων των συστημάτων ελέγχου που χρησιμοποιήθηκαν.Στο Κεφάλαιο 5, δίνονται συνοψισμένα αποτελέσματα από δοκιμές που έγιναν με το μοντέλο που αναπτύχθηκε ως προς την απόκριση του συστήματος σε μεταβολές της ταχύτητας του ανέμου. Τέλος, στο Κεφάλαιο 6, γίνονται σχόλια για τη λειτουργία και απόκριση του συστήματος που αναπτύχθηκε. Δίνονται, επίσης, κάποιες προτάσεις για τη συνέχιση της παρούσας εργασίας.