در این مقاله روشی جدید برای تشخیص جزیره شدگی واحد های تولیدات پراکنده، معرفی می شود. در این روش با بهره گیری از مفهوم پرش بردار ولتاژ و الگوریتم شیفت برداری، تغییرات زاویه فاز مولفه مثبت ولتاژ به عنوان شاخص جزیره شدگی، انتخاب شده است. این روش، ترکیبی از روش های تشخیص جزیره شدگی مخابراتی و پسیو بوده و از داده های فازوری اندازه گیری شده توسط PMU در باس های مختلف شبکه برای تصمیم گیری استفاده می کند. برای اثبات کارائی الگوریتم پیشنهادی، شرایط مختلف مانند: بروز انواع خطاها در شبکه با مقاومت های مختلف، سوئیچینگ در بانک های خازنی و ورود/خروج بار های بزرگ به شبکه، مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت، نتایج حاصله با روش شیفت برداری مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی دارای قابلیت تمییز بالایی بوده و در شرایط بروز خطا در شبکه با مقاومت های بالا به درستی شرایط جزیرهـای را تشخیص می دهد. روش پیشنهادی، روی یک شبکه شامل توربین بادی مجهز به ژنراتور سنکرون مغناطیس دایم با استفاده از نرم افزار PSCAD/EMTDC اعمال شده است.

محور توربین-ژنراتورهای بادی نسبتاً نرم بوده و سیستم مکانیکی عموماً به صورت دو جرمه مدل می شود. مدل دو جرمه دارای مدهای پیچشی نوسانی است که در هنگام تغییرات سرعت باد و وقوع خطا در شبکه این مدها در پاسخ های خروجی ژنراتور ظاهر می شود. توربین-ژنراتورهای بادی سنکرون مغناطیس دائم دارای مبدل های سمت ماشین و سمت شبکه است که به وسیله مبدل سمت ماشین می توان سرعت/توان ژنراتور را در مقدار مطلوب جهت کارکرد در مد توان بهینه کنترل نمود. در حقیقت کنترل اصلی توربین بر عهده مبدل سمت ماشین است. همچنین به وسیله مبدل سمت شبکه ولتاژ لینک dc در مقدار مرجع ثابت نگه داشته می شود. هدف این مقاله، تبیین استراتژی های مختلف کنترلی مبدل سمت ماشین در توربین-ژنراتور بادی سنکرون مغناطیس دائم است. استراتژی های مختلف کنترلی شامل کنترل توربین-ژنراتور در مد کنترل سرعت، مد کنترل توان و یا مد نرخ سرعت نوک بهینه می باشد. سپس عملکرد روش های کنترلی شرح داده شده، در ازای تغییرات سرعت باد، نوسانات توان ناشی از سایه برج و افتادگی ولتاژ شبکه آزموده و مقایسه می شود. در ادامه با بهبود عملکرد کنترل کننده مبدل سمت ماشین، پاسخ توربین بادی بهبود داده می شود.

در این مقاله طراحی بهینه ژنراتور سنکرون آهنربای دایم شش فاز جهت استفاده در توربین های بادی بدون جعبه دنده ارائه شده است. ابعاد و هزینه ساخت زیاد و راندمان کم از معایب ژنراتورهای متصل به توربین های بادی بدون جعبه دنده به دلیل سرعت نامی پایین می باشد. بنابراین هدف اصلی این مقاله طراحی بهینه ژنراتور سنکرون آهنربای دایم بر اساس کاهش تلفات و هزینه ساخت ژنراتور است. به همین منظور ابتدا روابط حاکم بر طراحی ژنراتور سنکرون آهنربای دایم شار شعاعی مورد بررسی قرار گرفته و یک الگوریتم طراحی دقیق برای آن استخراج شده است. سپس با تعریف یک مسأله بهینه سازی چندهدفه، متغیرهای طراحی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات در یک محدوده مناسب بهینه یابی شده و حداقل تلفات و هزینه ساخت ژنراتور به دست آمده است. در پایان مقایسه ای بین ژنراتور بهینه شده و یک نمونه ژنراتور آهنربای دائم رتور خارجی واقعی انجام شده است که نشان دهنده قابلیت های بسیار خوب روش طراحی بهینه ارائه شده می باشد. همچنین صحت طراحی بهینه انجام شده به واسطه تحلیل اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفته است.

در توربین های بادی محور افقی دور متغیر به طور معمول، ژنراتورهای سنکرون روتور سیم بندی شده (WRSG)، سنکرون مغناطیس دایم (PMSG) و آسنکرون تغذیه دوگانه (DFIG) مورد استفاده قرار می گیرد. ژنراتور سنکرون با تحریک کنترل شونده، قابلیت تولید توان در سرعت های دورانی کمتر از نامی را دارد. در این مقاله، کنترلر ولتاژ تحریک ژنراتور سنکرون برای توربین بادی محور افقی با هدف جذب بیشینه انرژی باد طراحی شده و کنترلر زاویه گام برای تنظیم سرعت دورانی روتور در مقدار نامی در سرعت های باد بیشتر از نامی طراحی شده اند. صحه گذاری بر نتایج حاصل از شبیه سازی نرم افزاری توسط آزمایش به صورت سخت افزار در حلقه (Hardware In the Loop) پیاده سازی شده و نتایج به دست آمده در شرایط باد مغشوش مورد تحلیل قرار گرفته است. در نهایت نتیجه می شود که ردیابی توان بیشینه آیرودینامیکی (Maximum Power Point Tracking) با کنترل ولتاژ تحریک ژنراتور سنکرون امکان پذیر می-باشد و توربین بادی دارای ژنراتور سنکرون قابلیت تولید توان بهینه را دارد.

در سال های اخیر با توجه به کاربرد گسترده توربین های بادی، بهبود سیستم کنترلی آن ها با هدف کاهش بارهای مکانیکی مورد توجه بوده است. از طرفی در توربین های بادی مدرن، ژنراتور سنکرون با تحریک الکتریکی در ساختار درایو مستقیم (بدون گیربکس) به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش، مزیت بهره گیری از ولتاژ تحریک ژنراتور سنکرون و زاویه گام پره ها در ساختار کنترلی نوین چندمتغیره-تطبیقی توربین بادی مورد تحقیق قرار می گیرد. اهداف کنترلی محدود کردن نوسانات سرعت دورانی روتور و کاهش بارهای مکانیکی وارد بر برج می باشد. ساختار کنترلی متمرکز بر اساس مدل دینامیکی توربین بادی و با لحاظ کردن اثرات متقابل آیرودینامیکی، ارتعاشاتی و الکتریکی طراحی می گردد. تعیین بهره های ماتریس کنترلی با توجه به مدل غیرخطی و پیچیده توربین، با بهره گیری از روش های بهینه سازی انجام می شود. رفتار آیرودینامیکی پره ها تابعی غیرخطی از شرایط کاری می باشد و برای دستیابی به رفتار دینامیکی یکنواخت، بهره های کنترلی در شرایط مختلف محاسبه و به روش جدول بندی بهره پیاده سازی می گردد. در توربین های بادی، عوامل مختلفی همچون دینامیک های سیستم الکتریکی، محدودیت های کنترل دیجیتال و نویز سیگنال می تواند بر عملکرد کنترلی تاثیرگذار باشد. به منظور بررسی این اثرات، شبیه ساز توربین بادی توسعه داده می شود و عملکرد کنترلگر چندمتغیره-تطبیقی به صورت سخت افزار در حلقه مورد تحقیق قرار می گیرد. با مقایسه عملکرد کنترلگر طراحی شده و کنترلگر چندمتغیره دو ورودی-یک خروجی در شرایط باد مغشوش، بارهای مکانیکی وارد بر برج به میزان 26 درصد کاهش می یابد و در نتیجه عمر برج به عنوان یکی از اجزا اصلی توربین افزایش می یابد.

در این مقاله، تاثیر عیب گام پره بر توربین باد مدل سازی و شبیه سازی شده و روش تشخیص این عیب مبتنی بر الگوریتم ماشین بردار پشتیبان بر اساس سیگنال های الکتریکی و مکانیکی بررسی شده است. مدل دینامیکی ژنراتور سنکرون آهنربا دائم و توربین باد در محیطی متشکل از سیمولینک، فست و توربسیم تحت دو شرایط کاری سالم و نامیزانی آیرودینامیکی با تنظیم گام یک پره متفاوت از سایر پره ها، شبیه سازی شده است. نتایج در حوزه ی زمان ثبت و سپس با استفاده از تبدیل فوریه به حوزه ی فرکانس انتقال یافته و نشان داده شده است که در صورت وقوع خطای پره دامنه ی تحریک در فرکانس p1 در سیگنال های الکتریکی و با شدت بالا در سیگنال های مکانیکی ظاهر خواهد شد.جهت تشخیص عیب، ابتدا پارامترهای حوزه ی زمان و فرکانس سیگنال ها استخراج و سپس حساسیت این پارامترها در دو شرایط کاری سالم و معیوب با استفاده از معیار ارزیابی فاصله محاسبه شده و به عنوان متغیر ورودی ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. این عمل به تعداد 60 مورد اغتشاش باد برای توربین سالم و همین تعداد برای توربین معیوب اجرا شده که تحلیل نتایج بدست آمده، اثربخشی روش پیشنهادشده را جهت شناسایی شرایط سالم از عیب نامیزانی آیرودینامیکی در توربین باد تایید می کند.

مقالۀ حاضر به کنترل و بهبود پایداری سیستم تولید توان بادی که بار اکتیو با ویژگی توان ثابت را تغذیه می کند، می پردازد. سیستم تحت مطالعه یک سیستم تولید ترکیبی باد-باتری با ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم است که با واسطۀ مبدل های الکترونیک قدرت یک بار اکتیو مستقل را تغذیه می کند. بار اکتیو به کارگرفته شده در این مقاله یک یکسوساز اکتیو بوده که رفتاری مانند یک بار توان ثابت دارد. از آنجا که بارهای توان ثابت به لحاظ سیگنال کوچک به مانند یک مقاومت منفی رفتار می کنند باعث کاهش حاشیۀ پایداری و حتی در توان های بالا باعث ناپایداری سیستم می شوند. در این مقاله به عنوان نوآوری یک کنترل مبتنی بر خطی سازی فیدبک ورودی-خروجی برای مبدل سمت بار ارائه می شود که منجر به پایداری کل سیستم در حضور بارهای اکتیو می شود. به عبارت دیگر با به کارگیری روش کنترل پیشنهادی، امپدانس خروجی مبدل سمت بار در فرکانس های پایین به سمت صفر میل کرده و این امر باعث بهبود حاشیۀ پایداری و پایداری سیستم در حضور بارهای اکتیو توان ثابت می شود. در پایان عملکرد سیستم تحت مطالعه در حضور بارهای اکتیو با و بدون به کارگیری روش کنترل پیشنهادی و با استفاده از شبیه سازی های زمانی آزموده می شود.

این مقاله یک طراحی بهبودیافته از ماشین سنکرون مغناطیس دایم شارمحوری (AFPM) را با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) ارائه می دهد که در آن محدودیت های عملی لحاظ شده است. ابتدا روابط طراحی ارائه شده و یک نمونه ماشین AFPM با توان 20 کیلووات طراحی شده و سپس با استفاده از الگوریتم PSO چگالی توان خروجی بهبود یافته است. مقایسه ای میان ماشین بهبودیافته و یک نمونه ساخته شده صورت گرفته است. ماشین بهبودیافته دارای چگالی توان بیشتری نسبت به نمونه موجود ساخته شده می باشد. در ادامه تحقیق با استفاده از روش های تحلیلی بر اساس معادلات ماکسول چگالی شار مغناطیسی در ناحیه فاصله هوایی محاسبه شده که نتایج تحلیلی توافق بسیار خوبی با نتایج ناشی از نرم افزار المان محدود دارد و می توان با استفاده از این روش، چگالی شار مغناطیسی و نیروی محرکه القایی ماشین الکتریکی را در زمان بسیار کمتری نسبت به نرم افزار المان محدود محاسبه نمود.