مدلسازی جامع، شبیه‌سازی و ارزیابی تجربی دستگاه مولد برق مغناطیسی همگاه

این مقاله مدلسازی، شبیه‌سازی و اجرای یک سیستم قدرت بادی مبتنی بر ژنراتور همگاه مغناطیسی دائمی (‏PMSG)‏را بررسی می‌کند. یک پورتفولیوی جامع از طرح‌های کنترلی مورد بحث قرار گرفته و توسط شبیه‌سازی‌های متلب / Simulink، در زمینه یکپارچه‌سازی شبکه و عملیات‌های ردیابی نقطه توان حداکثر (‏MPPT)‏مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد. به ویژه، برای بررسی قابلیت‌های کنترل‌کننده – میانی (‏FRT)‏و قابلیت‌های مقاومت، سناریوهای مختلف سرعت باد و افت ولتاژ خط به سیستم قدرت باد معرفی می‌شوند تا عملکرد دینامیکی آن بررسی شود. یک منحنی توان مرجع، یعنی توان در برابر سرعت ژنراتور، در مدل توربین برای پیاده‌سازی MPPT بکار می‌رود. علاوه بر این، یک رویکرد عملیات بدون سنسور سرعت / سرعت مبتنی بر حالت مشاهده کناری(‏SMO)‏برای کاهش هزینه سیستم و بهبود قابلیت اطمینان کنترل اجرا می‌شود. نتایج شبیه‌سازی و تجربی کنترل مقاوم قدرت و سرعت در سیستم‌های قدرت باد PMSG را نشان می‌دهند.

This paper investigates the modeling, simulation and implementation of a wind power system based on a Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG). A comprehensive portfolio of control schemes are discussed and verified by Matlab/Simulink simulations, in the context of grid integration and Maximum Power Point Tracking (MPPT) operations. Particularly, to investigate the Fault-Ride-Through (FRT) and robustness capabilities, various wind speed scenarios and a line voltage droop are introduced to the wind power system to investigate its dynamic performance. A reference power curve, i.e., power versus generator speed, is employed in the turbine model to implement the MPPT. In addition, a position/speed sensorless operation approach based on Sliding Mode Observer (SMO) is implemented to reduce system cost and improve control reliability. Simulation and experimental results demonstrate the robust control of the power and speed in the PMSG wind power systems.