جدول (۲) قوانین فازی مرتبط با کنترل کننده فازی
پروسه غیر فازی کردن که در آن یک گروه خروجی فازی ، (بدست آمده از مجموعه و کنار هم قرار دادن خروجی هر قانون است) فقط به یک اندازه تبدیل می گردد.
در اینجا، متدِ مرکز ثقل (Centroid) غیر فازی کردن،‌که به عنوان خروجی منطقه زیر مرکز منحنی مجموعه فازی خروجی را می دهد، به کار رفته است.

روش Hill Climb Searching (HCS)

از این روش بعنوان روش اغتشاش و مشاهده هم نام برده شده است. در میان تمامی این الگوریتم ها به نظر می آید، روش HCS روشی باشد که هیچ نیازی به دانش قبلی از سیستم ندارد و می توان گفت مطلقاً بی نیاز به مشخصه های توربین، ژنراتور و باداست [۱۵].
و همچنین در مواردی که نیاز به تغییر زوایه گام توربین می باشد، قابلیت هماهنگی مناسب با این قضیه دارد در حالیکه در روش های دیگر با تغییر گام نیاز به دوباره برنامه ریزی کردن با هر تغییر می باشد.
ولی دو مشکل عمده درعملکرد HCS وجود دارد که مخصوصاً در تغییرات شدید جوّی رخ می دهد.
در این بخش روش های از بین بردن این دو مشکل به گونه ای که هر دو مورد راندمان MPPT و سرعت رسیدن به MPP به خوبی ارضا شود. مثل هر روش HCS هیچ نیازی به سنسورهای مکانیکی نیست. بنابراین خوبی این روش این است که با هر گونه WECS با هر زاویه Pitch به خوبی کار می کند.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

در شکل (۱۳) پله های (Step Size) به کار رفته در روش HCS مشاهده می شود. با مشاهده شکل ، دریافت می گردد که در شکل Step size 13a بزرگتر سرعت همگرایی را بیشتر کرده ولی راندمان MPPT را خراب می کند.
شکل(۱۳) ساختار روش HCS
راندمان MPPT بصورت زیر تعریف می شود.

در رابطه بالا دقت شود  نوسانی می باشد که سیستم حول نقطه MPP توان P_mpp می کند.
حقیقت این است که الگوریتم نمی تواند در نقطه P_mpp ثابت شود. پس نوسان حول نقطه MPP غیر قابل اجتناب است. با کوچک کردن Step Size مسلماٌ این راندمان بالا می رود ولی سرعت همگرایی به شدت کم شده و حتی در نوسانات شدید باد قابلیت ردیابی MPP از دست می رود. شکل (۱۳b).
بنابراین در این روش همواره بده بستانی میان سرعت همگرایی و راندمان MPPT وجوددارد.
نکته مهم و خوبی که لازم است یاد آوری شود راندمان در ۱ با راندمان ورودی خروجی سیستم اشتباه نشود .
در HCS عادی جهت حرکت که همان جهت اغتشاش بعدی است. بر اساس افزایش یا کاهش در توان در اغتشاش قبلی است. از آنجا که این روش هیچ بینشی روی وضعیت اتمسفری ندارد، می تواند گمراه کننده باشد و تأثیر سرعت باد در جهت حرکت تعیین کننده تر از اغتشاش ما باشد. این انتخاب غلط می تواند در ردیابی MPP خطا ایجاد کرده ما را به سمت سراشیبی نمودار بفرستد (شکل ۱۴) .
شکل(۱۴) تغییرات سرعت که منجر به خطا در روش HCS می گردد
از دو مورد اشاره شده مورد آخری، نگران کننده تر بوده و راندمان ورودی- خروجی را بیشتر تخریب می کند. در مراجع دیگر به منظور بهبود روش HCS، از روش های هوشمند تطبیقی استفاده شده است. فلوچارت این روش در شکل (۱۵) به نمایش در آمده است که همانطور که نشان داده شده است، دارای ۳ مد کاری است.
شکل(۱۵) فلوچارت روش HCS هوشمند تطبیقی
مد (۰) از طریق یک HCS نرمال به دنبال یک K_opt می گردد.
مد (۱) توان ماکزیمم را ثابت نگه داشته، مگر آنکه تغییری در سرعت باد ایجاد شود.
مد (۲) اغتشاش تطبیقی را با استفاده ازاطلاعات K_opt شناخته شده، بکار می برد.
K_opt شناخته شده کاربر را یک ضرب به نقطه توان ماکزیمم نمی برد. ولی ما را به این نقطه بسیار نزدیک کرده و این عمل را تسریع می بخشد. دقت شود که در اینجا ورودی کنترلی به سیستم سایکل کاری (D) است که توسط کنترلر MPPT ایجاد می شود. از ویژگی های این روش، عملکرد بدون سنسور آن می باشد. هر سیکل MPPT به روز رسانی D با تغییر  را به همراه دارد. از این رو مابقی متغیرهای سیستم تابعی از D و V_W می شود عملکرد هر کدام از این مدها بصورت زیر آمده است.
با توجه به آلودگی صوتی و تعمیرات ابزار آلات اندازه گیری سرعت، ارجح آنست که از پیش بینی سرعت استفاده شود .
دراین روش فرکانس اصلی جریان فاز ژنراتور (و از این رو تعداد گذر از صفر) مستقیماً متناسب با سرعت ژنراتور است. این دانش تجربی را با دانستن قطب های ژنراتور (P) ما را به سوی محاسبه سرعت ژنراتور رهنمون می سازد.
در مرجع[۱۷] از شبکه عصبی برای ردیابی حداکثر توان توربین بادی استفاده شده است. در این روش نیاز به اطلاعاتی از سرعت باد و پیش بینی آن جهت آموزش شبکه عصبی وجود دارد.

استفاده از روش های کنترل غیر خطی بدون سنسور

در مراجع[۱۹-۱۷] به ارائه یک روش کنترل غیر خطی جهت کنترل بدون سنسور توربین بادی با هدف ردیابی حداکثر توان ارائه شده است.کنترل حالت لغزشی، روش کنترل مقاوم برای سیستم های غیر خطی است که از ساختارهای متغیر در فرکانس بالا و از قوانین مربوط به کنترل چند متغییر تشکیل شده است. خروجی معمولاً یک سیگنال پالس با یک مبدل منبع ولتاژ، ک توان خروجی را تنظیم می کند، تشکیل شده است. هدف کلی از کنترل کننده مود لغزشی، به حداکثر رساندن توان و به حداقل رساندن گشتاور الکترومکانیکی است. کنترل حالت لغزشی دارای این مزیت است که به تغییرات پارامتری غیر حساس می باشد .

نتیجه گیری

در سال‌های اخیر، توربین‌های بادی با سرعت متغیر، اکثریت غالب را در میان توربین‌های نصب‌شده تشکیل داده اند. در این حالت، امکان تنظیم سرعت چرخش رتور (با افزایش یا کاهش شتاب) وجود دارد. سیستم الکتریکی توربین های بادی با سرعت متغیر، بسیار پیچیده‌تر از توربین‌های سرعت ثابت است. این نوع توربینها، نوعاً دارای ژنراتور القایی یا سنکرون هستند و از طریق یک مبدل به شبکه متصل می شوند. به منظور بهره برداری از توربینهای بادی، ردیابی و جذب حداکثر توان در آنها از اهمیت بالای برخوردار می باشد. توربینهای بادی بر پایه ژنراتور سنکرون به عنوان یکی از ساختارهای موجود از طریق مبدلهای الکترونیک قدرت به شبکه متصل می شوند. این نوع از توربینها معمولاً در دو حالت سرعت ثابت و سرعت متغیّر بهره برداری می شوند. نوع سرعت ثابت به دلیل وجود ساز و کارهای کنترلی بیشتر، دارای هزینه و پیچیدگی بیشتری می باشد. ولی در توربینهای سر عت متغیّر بدلیل وجود سرعت باد متغیّر بایستی سیستم کنترلی طراحی گردد تا هر سرعت بادی، جذب توان حداکثر گردد. در این سیستم تمام انرژی تولیدی توربین بادی به مبدلی که در مسیر شبکه قرار گرفته انتقال می­یابد. زیرا فرکانس و توان تولیدی بر اثر تغییرات سرعت باد تغییر می‌کند. بنابراین از این مبدل برای سنکرون کردن شرایط توان تولیدی با شبکه استفاده می‌شود و سپس توان به شبکه تزریق می­ شود. در این سیستم، مبدل سمت ژنراتور یک یکسو کننده بوده و مبدل سمت شبکه یک اینورتر می­باشد. استراتژی­ های مختلفی برای کنترل این مبدل‌ها وجود دارد. لذا کنترل و پیاده سازی یک روش مناسب برای این نوع از توربینهای بادی دارای اهمیت می باشد. از طرفی با توجه به اینکه سرعت باد متغیر می باشد، پارامتر های کنترلی بایستی متناسب با این تغییرات تنظیم گردند. لذا در این حالت با توجه به انعطاف پذیری سیستم های فازی، این نوع از کنترل کننده ها پیشنهاد می شود.

مدل ریاضی ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم (PMSG)

ساختمان و مدل ریاضی PMSG

ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم سیستمی است که امکان تولید الکتریسیته را از انرژی مکانیکی فراهم می­ کند. مدل دینامیکی PMSG براساس مدل مرجع سنکرون دوفاز بدست می ­آید که در آن محور q با توجه به جهت چرخش به میزان ۹۰ درجه از محور d جلوتر است. سنکرون سازی (همگام سازی) میان مدل مرجع دو فاز d-q و مدل سه فاز abc با بهره گرفتن از حلقه قفل فاز (PLL)^[26] انجام می­ شود [۱۶]. شکل ۳-۱ مدل مرجع d-q استفاده شده در ماشین سنکرون قطب برجسته (که مشابه مدل استفاده شده در PMSG است) را نشان می­دهد. در شکل ۳-۱، زاویه مکانیکی، زاویه بین محور d رتور و محور استاتور است. معمولا از مدل مکانیکی PMSG جهت تحلیل سیستم توان و مبدل بر اساس فرضیات زیر استفاده می­ شود [۲۰-۱۹]: سیم پیچ­های استاتور در فاصله هوایی به جهت القای متقابل با رتور بصورت سینوسی پیچیده شده ­اند. اثرات اشباع و هیسترزیس مغناطیسی قابل چشم پوشی است. سیم­پیچی استاتور بصورت متقارن می­باشد. سیم­پیچ­ها پراکنده درنظر گرفته نمی­شوند. ظرفیت سیم­پیچ­ها قابل چشم پوشی بوده و مقاومت آنها ثابت درنظر گرفته می­ شود (تلفات توان ثابت درنظرگرفته می­ شود).
شکل ‏۳‑۱: محورهای d-q و برای ماشین سنکرون قطب برجسته
مدل ریاضی PMSG بصورت زیر است [۱۹]: