در این مقاله قصد داریم با ارائه روشی جدید، به کنترل لینک DC به صورت تطبیقی در مزارع بادی با توربین های مبتنی بر ژنراتور های از دو سو تغذیه (DFIG) بپردازیم. برای این منظور، این روش را با روش کنترل مرسوم به روش PI مقایسه می نماییم تا برتری این روش پیشنهادی نسبت به روش های قبلی مشخص شود. همچنین در ادامه با انجام اصلاحیه ای بر روی روش پیشنهادی به پاسخ و نتیجه مطلوب و مورد نظرمان خواهیم رسید. بنابراین به خاطر پاسخ بهتر و خطای کمتر و زمان خطای گذرای کمتر در کنترل کننده تطبیقی پیشنهادی مبتنی بر تابع این روش پیشنهادی نسبت به کنترلر لیاپانوف، این روش پیشنهادی نسبت به کنترلر PI بسیار بهتر است.

   گفتنی است برای رسیدن به نتیجه نهایی، در ابتدای این مقاله توضیحاتی در مورد توربین های بادی و سیستم های توربین ژنراتوری بادی، همچنین انواع مختلف، کاربردهای مختلف و ساختار و ساختمان این سیستم ها ارائه شده است. در این مقاله برای ارائه کنترل کننده از سیستم توربین بادی مبتنی بر ژنراتور القایی از دو سو تغذیه استفاده شده است. شبیه سازی های این مقاله با استفاده از بخش SIMULINK مربوط به نرم افزار MATLAB انجام شده است.

مقدمه

   در سال های اخیر گرم شدن زمین به یک موضوع مهم تبدیل شده است. یکی از عوامل اصلی تغییرات جهانی آب و هوا، سوزاندن بیش از حد سوخت های فسیلی مانند نفت، زغال سنگ و گاز طبیعی می باشد. انرژی باد در سال های اخیر به یکی از برجسته ترین منابع انرژی الکتریکی تبدیل شده است. این انرژی توسط توربین های بادی به انرژی مکانیکی تبدیل شده و سپس توسط ژنراتور و مبدل الکترونیک قدرت به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

   استفاده از انرژی باد یکی از سریعترین تکنولوژی های در حال پیشرفت از دهه 1991 بوده است. با این حال، رشد تولید انرژی باد به طور مساوی در کل جهان توزیع نشده است. در اواخر سال 2111 ، حدود 44 درصد ظرفیت نیروگاه های مبتنی بر انرژی باد کل جهان در اروپا، 22 درصد در آمریکای شمالی و حدود 22 درصد در آسیا و اقیانوسیه نصب شده بود.

   انرژی مکانیکی استحصالی توسط توربین بادی توسط ژنراتور های القایی یا سنکرون به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد. در سال های اخیر با پیشرفت حاصل شده و ارزان تر شدن تجهیزات الکترونیک قدرت، مبدل های الکترونیک قدرت نیز در بحث تبدیل انرژی باد مورد استفاده قرار گرفته اند و باعث کنترل و پایداری بهتر توربین های بادی شده اند.
   توربین های بادی مدرن ازانواع ژنراتورهای القایی و سنکرون برای تبدیل توان مکانیکی دریافت شده از باد به توان الکتریکی استفاده می نمایند. ژنراتور های القایی می توانند از نوع قفسه سنجابی، روتور سیم پیچی شده و دو سو تغذیه باشند که نوع قفسه سنجابی بیشتر در توربین های بادی سرعت ثابت ونوع رتورسیم پیچی شده ودوسو تغذیه در ساختارهای سرعت متغیر مورداستفاده قرار می گیرند. به علاوه ژنراتورهای سنکرون نیز می توانند از نوع رتور سیم پیچی شده یا مغناطیس دائم باشند که هر دو نوع در سیستم های سرعت متغیر کاربرد دارند.

   ژنراتور القایی دو سو تغذیه یک نوع ژنراتور القایی سیم پیچی شده است که استاتور آن به طور مستقیم به شبکه سه فاز با فرکانس ثابت متصل می شود و سیم پیچی با یک مبدل منبع ولتاژ با کلید های IGBT با طبقات پشت به پشت دو جهته تغذیه می گردند. عبارت دو سو تغذیه به این واقعیت اشاره دارد که استاتور به شبکه قدرت، ولتاژ برای تغذیه بارها می دهد و ولتاژ رتور نیز به وسیله مبدل توان، ایجاد می گردد. مبدل، اختلاف فرکانس الکتریکی و مکانیکی را باتزریق جریان به رتور با یک فرکانس متغیر، جبران می کند. مبدل توان متشکل از دو مبدل است که عبارتند از مبدل سمت شبکه و مبدل سمت که هر کدام به صورت مستقل کنترل می شوند.