دانلود ترجمه مقاله کنترل ترکیبی توان اکتیو و راکتیو مزارع بادی

1. مقدمه 2. ساختار کنترل مزرعه بادی 3. مدلسازی WTG و SVC/SVG 4. محاسبه حساسیت 5. فرمولبندی مساله MPC 6. مطالعه موردی 7. نتیجه گیری

این مقاله، یک کنترلر مزرعه باد ترکیبی براساس «کنترل پیش بینی کننده مدل» (MPC) را پیشنهاد می کند. در مقایسه با کنترل های توان اکتیو و راکتیو تفکیک شده متداول، طرح کنترل پیشنهادی، تاثیر قابل توجه توان اکتیو بر تغییرات ولتاژ بخاطر نسبت کم X/R سیستم های کلکتور مزرعه باد را مورد ملاحظه قرار می دهد. در این حالت، کنترل ولتاژ بهبود می یابد. علاوه بر آن، با هماهنگ سازی توان های اکتیو و راکتیو، ظرفیت Var، بهینه می شود تا از خرابی های بالقوه بخاطر کمبود Var جلوگیری شود، بخصوص هنگامی که مزرعه باد نزدیک به بار کامل کار می کند. برای محاسبه ضرایب حساسیت جهت بهبود بازده مصرف و غلبه بر مسئله همگرایی، از یک روش تحلیلی استفاده می شود. دو مد کنترل برای هر دو شرایط نرمال و فوریتی، طراحی می شوند. یک مزرعه باد با 20 توربین بادی برای تایید طرح کنترل ترکیبی پیشنهادی، استفاده می شود. مقدمه: توان باد، سریع رشد ترین منبع انرژی است و یکی از سریعترین صنایع در حال رشد است [1]. افزایش نفوذ توان باد و رشد اندازه مزرعه های باد، چالش های جدیدی برای عملکرد سیستم بوجود آورده است [2]. مزرعه های باد مدرن، برای برآورده کردن سختگیرانه ترین الزامات فنی تصریح شده توسط بهره برداران سیستم، که شامل قابلیت تنظیم توان اکتیو و دامنه عملکردی ولتاژ در نقطه اتصال (POC) می باشد، لازم می باشند[3]. در کنترل مزرعه باد متداول، بین کنترلر توان اکتیو و راکتیو، تزویج وجود ندارد و توان اکتیو و راکتیو به صورت جداگانه کنترل می شود [4-6]. برای کنترل توان اکتیو، با هماهنگ سازی تک تک مولدهای توربین باد (WTG ها)، یک مزرعه باد باید مرجع توان را از یک بهره بردار سیستم ردیابی کند [5]. در مطالعات اخیر، کاهش بارهای خستگی تجربه شده توسط WTG ها به عنوان هدف کنترلی دیگر برای افزایش طول عمر آنها در نظر گرفته می شود [6 تا 9].

This paper proposes a combined wind farm controller based on Model Predictive Control (MPC). Compared with the conventional decoupled active and reactive power controls, the proposed control scheme considers the significant impact of active power on voltage variations due to the low X/R ratio of wind farm collector systems. The voltage control is improved. Besides, by coordination of active and reactive powers, the Var capacity is optimized to prevent potential failures due to Var shortage, especially when the wind farm operates close to its full load. An analytical method is used to calculate the sensitivity coefficients to improve the computation efficiency and overcome the convergence problem. Two control modes are designed for both normal and emergency conditions. A wind farm with 20 wind turbines was used to verify the proposed combined control scheme. INTRODUCTION: Wind power is the world’s fastest growing energy source and is one of the most rapidly expanding industries [1]. The increasing penetration of wind power and growing size of wind farms have introduced new challenges to the system operation [2]. Modern wind farms are required to meet more stringent technical requirements specified by system operators, which include active power regulation capability and voltage operating range at the Point of Connection (POC) [3]. In the conventional wind farm control, there is no coupling between the active and reactive power controller, and the active and reactive power is controlled separately [4]–[6]. For active power control, by coordination of individual Wind Turbine Generators (WTGs), a wind farm shall track the power reference from a system operator [5]. In recent studies, the reduction of fatigue loads experienced by WTGs is taken as another control objective to extend their lifetime [6]–[9].