اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدتصميم و نمذجة نظام تحويل طاقة ريحي في منطقة قطينة والتحكم به بهدف ربطه مع الشبكة الكهربائية السورية
Design and Modulation of Wind Energy Conversion System in Kouttina to be Coupled with Syrian Electrical Grid
1956
2 191
0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة تشرين ورقة بحثية
تاريخ النشر
2014
مجال البحث
هندسة الطاقة الكهربائية
والبحث باللغة
العربية
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
تعد منطقة قطينة في محافظة حمص من أكثر المناطق في سورية ملائمةً لإنشاء نظام تحويل طاقة ريحي. يمكن ربط هذا النظام مع الشبكة الكهربائية السورية بدون تكاليف كبيرة نظراً لقرب المنطقة من الشبكة. لكن تغير سرعة الرياح، الدائم و غير المستقر، يؤدي إلى ظهور جهود مختلفة في التردد و المطال على خرج النظام غير مطابقة لجهد و تردد الشبكة الكهربائية السورية مما يعيق عملية الربط. يهدف هذا البحث إلى تصميم نظام تحويل طاقة ريحي ملائم لمنطقة قطينة و التحكم به بحيث نحصل دائماً على جهد و تردد ثابتين و مطابقين لجهد و تردد الشبكة الكهربائية السورية لتسهيل عملية ربطه مع الشبكة. و ذلك عند أي سرعة رياح على دخل النظام الريحي و من أجل أي حمولة على خرجه. تم اختيار العنفة الملائمة و المولد الملائم للمنطقة اعتماداً على بارامترات تابع احتمالي رياضي، يسمى تابع وايبل (Weibull Function). بعد ذلك تم تصميم نظام التحكم المناسب لمطابقة خرج النظام الريحي من جهد و تردد مع جهد و تردد الشبكة الكهربائية السورية. حيث تم التحكم بالمقطع الرافع - الخافض باستخدام متحكم تناسبي تكاملي (Proportional Integral) بحيث نحصل دائماً على جهد خرج مستمر ثابت مقداره. أما عملية التحكم بالقالبة فقد تمت باستخدام حلقتي، حلقة خارجية للتحكم بالجهد و حلقة داخلية للتحكم بالتيار. و ذلك من أجل الحصول على جهد جيبي ثلاثي الطور قيمته الفعالة الطورية (220V) و تردده (50 Hz). للتحقق من صحة و صلاحية و فعالية النظام المقترح، تمت نمذجته ببرنامج MATLAB و محاكاة عمله. و قد أظهرت نتائج المحاكاة إمكانية الحصول على جهد ذو مطال و تردد ثابتين لا يتغيران بتغير سرعة الرياح أو الحمولة.
Kouttina is one of the most proper areas in Syria for building wind energy conversion system. This system could be coupled with Syrian electrical grid without expensive cost because of nearing from the grid. But the permanent changes of wind speed with no stable mode, cause different amplitude and frequency voltages differ from Syrian electrical grid amplitude and frequency. The goal of this research is to design proper wind energy conversion system for Kouttina area and control it, therefore we always obtain constant amplitude and frequency voltages equal to those of Syrian electrical grid for any wind speed and load. The proper wind turbine with its generator was chosen depending on parameters of probability mathematic function, called Wiebull Function. After that the proper control system was designed for equaling the amplitude and frequency of wind energy conversion system output with those of Syrian electrical grid. The buck -boost converter was controlled by proportional integral (PI) controller to always have DC output voltage equal to (622V). While the inverter controller was achieved by using two PI control loops, the outer loop for voltage control and the inner loop for current control. Though, three phase voltage with RMS phaser value of (220V) and frequency value of (50Hz) is achieved. To validated the correctness and effectiveness of the proposed system, it was modeled using MATLAB program. The results showed the system ability of obtaining voltage with constant amplitude and frequency and this values do not change with wind speed or load changes.
المراجع المستخدمة
Bose, Kimal.; Spiegel, Ronald.;Simoes,Marcelo. "Fuzzy Logic Intelligent Control of a Variable Speed Cage Machine Wind Generation System".IEEE Transaction On Power Electronics USA, VOL.12,NO.1,1997,p.88–94
Eskander,Mona. "Neural Network Controller of a Permanent Magnet Generator Apllied in Wind Energy Conversion System". Journal Of Power Electronics Egypt,VOL. 2,NO.1, 2002,p.46–54
Raju,A.;Fernandes,B.;Chatterjee,K." A Simple Maximum Power Point Tracker for Grid Connected Variable Speed Wind Energy Conversion System with Reduced Switch Count Power Converters" .IEEE Andia, 2003, p.748-753
Battista,Hernan.;Mantz,Ricardo. "Dynamical Variable Structure Controller for Power Regulation of Wind Energy Conversion System", IEEE Transaction On Energy Conversion Argentina,VOL.19,NO.4,2004, p.756-763
''Aliprantes,A.;Papathanassiou,S.;Papadopoulos,M.;Kladas,A. "Modeling and Control of a Variable Speed with Permanent Magnet Synchronous Generator
قيم البحث
اقرأ أيضاً
بعد أن اتجهت عملية أتمتة محطات تحويل الطاقة الكهربائية نحو استخدام أجهزة الكترونية ذكية تقوم بتنفيذ وظائف متعددة من حماية و مراقبة و تحكم إضافة إلى استخدام بروتوكولات اتصال خاصة، استدعى الأمر التوجوه نحو بناء شبكة كهربائية ذكية لتنظيم و تنسيق برامترا
تها و دعم التجييزات المتنوعة لها.
يبدأ البحث بتعريف الشبكة الكهربائية الذكية و أهميته، و يتضمن الفوائد الرئيسية لهذه الشبكة و متطلباتها و وظائفها ثم ميزات الشبكة الكهربائية الذكية و ينتهي البحث بالمقارنة بين محطات تحويل الطاقة الكهربائية ضمن الشبكة الكهربائية التقليدية و الشبكة الكهربائية الذكية.
تناولت هذه الورقة البحثية دراسة السلوك الديناميكي للحماية من التيار الزائد في خطوط ربط المحطات الريحية مع الشبكة على سلوك أجهزة الحماية المستخدمة ( تيار زائد ) و مقارنة النتائج مع سلوك عمل هذه الحمايات عند الربط مع مولدات عادية .
من خلال نتائج النم
ذجة و المحاكاة تبين لنا أن وجود المحطة الريحية فرض تغيرات واضحة على بنية نظام القدرة من حيث مناطق الحماية و استجابة أجهزة الحماية لأنواع الأعطال الحاصلة و سبب تأخير في عمل هذه الحمايات.
الطاقة الكهربائية مهمة جداً لاستدامة الحياة الجيدة على سطح الكوكب، بالأخص كون التطور الحضاري أصبح مقرون بهذا النوع من الطاقة. الطاقة الشمسية Solar photovoltaic (PV)واحدة من أكثر التطبيقات الملائمة لتحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية. الاستخدام المنا
سب للطاقة الشمسية موضوع مهم لخفض الاعتماد على مصادر الطاقة الأحفورية التي تستخدم لتوليد الكهرباء، وبالتالي خفض إشعاع الغازات المسببة للاحتباس الحراري على سطح الكوكب. عالميا، نتيجة الظروف البيئية، يجري البحث عن طرق أخرى لتوليد الطاقة تكون أقل ضرر من الطرق التقليدية، والتي تعتمد بنسبة كبيرة منها على محطات توليد تعمل على الوقود الاحفوري. يناقش هذا البحث توليد الطاقة الكهربائية باستخدام خلايا طاقة شمسية وتأثير هذه الخلايا على الشبكة الكهربائية السورية، بحيث دراسة مشروع مزرعة طاقة شمسية يوفر البيانات المطلوبة عند العمل على تنفيذ هكذا مشروع وهذه البيانات هي التحكم بالجهد، سريان الحمولة، مستويات معامل التشوه التوافقي الكلي. ولكي نقوم بتنفيذ هكذا مشروع لابد من تصميم النموذج واخترنا لذلك برنامج ETAP.
تعد طاقة الرياح و الشمس من أهم مصادر الطاقة المتجددة بسبب وفرتها و اقتصاديتها, و يمكن الاستفادة من هذين المصدرين للطاقة المتجددة في منطقة قطينة التابعة لمحافظة حمص, لتصميم و بناء نظام طاقة كهربائي ثنائي المصادر (شمسي - ريحي) سيتم الاعتماد على المنحني
اليومي لكل من سرعة الرياح و شدة الإشعاع الشمسي للمنطقة المدروسة.
تمَّ في هذا البحث دراسة تصميم نظام شمسي ريحي هجين باختيار مكوناته المتوفرة في السوق المحلية لجهة مواصفاتها الاسمية الفنية, و ذلك استناداً على الدراسات الفنية و الاقتصادية, و المعايير العالمية الموافقة.
أظهرت النتائج التي حصلنا عليها أن لدينا فائض خلال العام حوالي (1246.7 Kw/Year) لصالح المستهلك, مما يجعل النظام مجدي اقتصاديا من الناحية الاستثمارية, كما اظهر البحث أنه بحاجة لمصدر إضافي لتغذية الحمولة و شحن المدخرات باستطاعة 3360.2 W/Day)) بما يشكل (50.4%) من حجم الحمولة. إضافة إلى النتائج العملية فانه يقدم قاعدة بيانات نظرية سواء للباحث أو للمستثمر في مجال الطاقات المتجددة و خصوصاً لجهة كفاءة اختيار مكونات النظام.
يقدم هذا العمل مرشحاً فعالاً تفرعياً ثلاثي الطور لتحسين جودة الطاقة الكهربائية من حيث تقليل التوافقيات في الشبكة الكهربائية.
تعتمد عملية التعويض على قيم تيارات الحمل اللاخطي و تيارات المرشح الفعال و اشتقاق التيارات المرجعية من التيارات المقاسة. يتم
تحويل التيارات المقاسة من الإحداثيات الثلاثية a-b-c إلى الشكل المرجعي الدوار أي إلى الإحداثيات d-q.
تمّ استخدام المتحكم التناسبي التكاملي التزامني أخذت الاشارات الناتجة عن المتحكم الى دارة قيادة تعديل عرض النبضة و منها تمّ التحكم بمفاتيح قالبة تعمل كمنبع جهد متحكم به تمثل المرشح الفعال. تمّ اثبات أداء كل من المرشح الفعال التفرعي و المتحكم التناسبي التكاملي التزامني اعتماداً على النتائج المأخوذة من النماذج المشغولة في بيئة الـماتلاب.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
