Αναπτυξη, Προσομοιωση Και Κατασκευη Συστηματος Ελεγχου Ανεμογεννητριας Μεταβλητων Στροφων Με Γεννητρια Μονιμων Μαγνητων Για Απομονωμενη Και Διασυνδεδεμενη Λειτουργια

Abstract

Η εργασία παρουσιάζει τη μελέτη, μοντελοποίηση και κατασκευή ενός συστήματος ελέγχου ανεμογεννήτριας μεταβλητών στροφών. Το εργαστηριακό σύστημα που αναπτύχθηκε για την επιβεβαίωση των χαρακτηριστικών της ανεμογεννήτριας περιλαμβάνει σύγχρονη γεννήτρια μονίμων μαγνητών, ανορθωτή και ανυψωτή τάσης, καθώς και αντιστροφέα για παροχή ισχύος προς το ηλεκτρικό δίκτυο.Σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν τα ηλεκτρονικά τμήματα ισχύος του συστήματος, τα υποσυστήματα ελέγχου, τα οποία υλοποιήθηκαν με μικροελεγκτές PIC18F452, καθώς και τα περιφερειακά υποσυστήματα μετρήσεων και επικοινωνίας. Έγιναν εργαστηριακές μετρήσεις σε κάθε υποσύστημα χωριστά, αλλά και στη συνδυασμένη λειτουργία τους. Δόθηκε έτσι η δυνατότητα διερεύνησης των ορίων λειτουργίας του συστήματος, οπότε εξήχθησαν χρήσιμα συμπεράσματα για τον τρόπο αξιοποίησής του. Η μοντελοποίηση των υποσυστημάτων χρησιμοποιώντας λογισμικό Simulink και SPICE πραγματοποιήθηκε παράλληλα με την εξέλιξη του υλικού, ενώ τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν επιβεβαιώθηκαν μέσω εργαστηριακών αποτελεσμάτων, και χρησιμοποιήθηκαν για την πρόβλεψη λειτουργίας του συστήματος σε συνθήκες που δεν είναι εύκολα εφαρμόσιμες στο εργαστήριο.Τέλος παρατίθενται τα κυριότερα συμπεράσματα της εργασίας και αναφέρονται τα μελλοντικά βήματα εξέλιξης του συστήματος.Τα κυριώτερα σημεία καινοτομίας της διατριβής αναφέρονται στην ανάπτυξη προηγμένων αλγορίθμων στο σύστημα ελέγχου της ανεμογεννήτριας με περιορισμένες υπολογιστικές απαιτήσεις, νέου ισοδύναμου κυκλώματος της γεννήτριας που θεωρεί τις ανώτερες αρμονικές της ηλεκτρεγερτικής δύναμης και κατάλληλου μοντέλου αναπαράστασης των ταλαντώσεων ενσωματωμένου στο σύστημα ελέγχου.