طراحی اینورتر متصل به شبکه بهبود یافته مورد استفاده در توربین بادی

امروزه استفاده از منابع تولید پراکنده و به خصوص انرژیهای تجدیدپذیر از اهمیت ویژهای برخوردار است. اینورتر متصل به شبکه، با عملکردی مشابه با یک ژنراتور سنکرون، نقش به سزایی در تزریق توان تولید شده و کنترل پارامترهای کیفیت توان مطابق با استانداردهای مورد نیاز دارد. با توجه به وجود آلودگیهای هارمونیکی در ولتاژ شبکه و درنتیجه تاثیر مخرب آن در جریان خروجی، انتظار میرود که یک اینورتر، جریان کنترل شدهای را با اعوجاج بسیار کم به شبکه تزریق نماید. از اینرو، کنترل جریان در مبدلهای الکترونیک قدرت متصل به شبکه از اهمیّت بسیار زیادی برخوردار است. استفاده از فیلترهای مرتبه بالا به منظور کاهش هامونیکهای جریان، تغییرات فرکانس و اندوکتانس شبکه، از جمله چالشهای مهم در طراحی مبدلهای متصل به شبکه هستند. هدف از این تحقیق ارایهی یک کنترل کنندهی جریان بهبود یافته است، به طوری که نیازهای حالت گذرا و دایمی را مطابق با استانداردهای موجود برآورده نماید. روش تحقیق به گونهای است که ضمن بیان چالش ها، به بررسی انواع روش های کنترل جریان پرداخته و پس از معرفی کنترل کننده پیشنهادی در یک فرآیند طراحی تدریجی و گام به گام، اجزای اینورتر و کنترل کنندههای جریان و ولتاژ طراحی می شود. از میان کنترلکنندههای موجود، کنترلکنندهی تشدیدی به علت ایجاد بهرهی زیاد در فرکانس اصلی و یا هارمونیکهای بالاتر، از جایگاه ویژهی برخوردارند. استفاده از کنترل- کنندهی تشدیدی با چالشهایی نظیر نحوهی پییادهسازی دیجیتال و نیز عدم کنترل همزمان فرکانس تشدید در هارمونیکهای مختلف مواجه است. کنترل کنندهی پیشنهادی، یک کنترل کننده وفقی مبتنی بر تکرار با قابلیت جبران همزمان هارمونیکهای مختلف بوده و از اینرو طراحی پهنای باند و تحلیل پایداری آن امری بسیار مهم و جدی به شمار میرود. در مواردی که )توانهای بالا( اینورتر متصل به شبکه دارای قابلیت های دیگری نظیر کنترل توان راکتیو، فیلتراسیون فعال، کنترل ولتاژ و فرکانس باشد، احتیاج به پاسخ دینامیکی سریع امری جدی می نماید. از اینرو یک کنترل کننده شبهرزونانسی با هدف افزایش سرعت همگرایی نیز در کنترل کننده پیشنهادی تعبیه شدهاست. در پایان، ضمن بررسی انواع روش های کنترلی جذب توان بیشینه از توربین بادی، به شبیه سازی یکی از الگوریتم جدید در این زمینه پرداخته شده است. همچنین نتایج شبیهسازی نیز برای یک توربین بادی متصل به اینورتر ارایه شده است.