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.

هدف این مقاله ارائه مدل سازی و شبیه سازی کامل ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه با توربین بادی است که برق ac را به شبکه برق تغذیه می کند. برای آن، دو مبدل منبع ولتاژ مدوله شده با عرض پالس پشت به پشت بین پایانه های روتور و شبکه برق از طریق پیوند dc مشترک متصل می شوند. مبدل سمت شبکه، جریان برق بین گذرگاه DC و سمت AC را کنترل می کند و به سیستم اجازه می دهد تا در حالت عملیات زیر سنکرون و فوق سنکرون کار کند. تحریک مناسب روتور توسط مبدل سمت ماشین ارائه می شود. سیستم کامل در محیط سیمولینک متلب به گونه ای مدل سازی و شبیه سازی شده است که می تواند برای مدل سازی انواع پیکربندی های ژنراتور القایی مناسب باشد. این مدل از چارچوب مرجع روتور با استفاده از رویکرد بردار پویا برای مدل ماشین استفاده می کند.

توربین­ های بادی مبتنی بر ژنراتور القایی از دو سو تغذیه (DFIG) به خصوص در توان کم، در حین خطاهای سمت شبکه بسیار آسیب­ پذیر هستند. در اکثر تحقیقات از یک کروبار برای حفاظت از مبدل سمت روتور در حین خطاهای شبکه استفاده می­شود. شبکه­ های جدید نیازمند توربین­ های بادی هستند که بتوانند در شرایط خطا متصل مانده و تامین ظرفیت تقاضا شده را به عهده بگیرند. در این مقاله یک سیستم حفاظتی جدید مبتنی بر محدودکننده جریان خطای مقاومتی با قابلیت سوئیچینگ برای محافظت از توربین­های بادی مبتنی بر ژنراتور القایی از دو سو تغذیه و توربین بادی مبتنی بر ژنراتور سنکرون در حین خطاهای سمت شبکه معرفی کرده است. محدود کننده پیشنهادی در سمت DC مبدل سمت روتور استفاده می­ شود. سیستم مذکور مشکلات کروبار را حل می ­کند و عوارض بعدی را در سیستم حذف می­ کند. محدودکننده­ ی پیشنهادی هیچ تاثیر قابل توجهی بر عملکرد کلی شبکه در حین عملکرد نرمال ندارد. هر زمان که خطا، خواه متقارن یا نامتقارن، رخ دهد، نه تنها جریان اضافی روتور را محدود می ­­کند، بلکه از شتاب سرعت روتور جلوگیری می­ کند و نوسانات گشتاور بالا را حتی در هنگام ولتاژ شبکه صفر محدود می ­کند، نتایج شبیه سازی در نرم ­افزار متلب مدل­ سازی و  عملکرد محدودکننده را در حفاظت از توربین بادی در شرایط خطای شبکه تایید می­ کند.

با افزایش اهمیت استفاده از انرژی های نو در جهت کاهش اثرات منفی حاصل از سوختن مواد فسیلی برای تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز، استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت اهمیت زیادی پیدا کرده است. با توجه تغییرات ناگهانی بار یا سطح ولتاژ ورودی، مبدل مورد استفاده باید به عنوان یک تنظیم کننده ولتاژ، در محدوده خاصی از تغییرات ولتاژ خروجی به سرعت به مقدار مرجع خود بازگردد. در این مبدل ها باید رفتار دینامیک آنها مورد تحلیل قرار بگیرد و سرعت پاسخ آن نسبت به هر تداخلی مورد بحث قرار گرفته شود. از آنجا که مبدل های افزاینده پایه در تابع تبدیل خود دارای یک تاخیر ناشی از صفر نیم-صفحه سمت راست هستند، به کارگیری ساختارهایی با رویکرد حذف این تاخیر قابل ملاحظه است. استفاده از سلف تزویج در مدار های غیر ایزوله از ساختارهای قابل تعمیم در این زمینه است که علاوه بر حذف صفر نیم-صفحه سمت راست از تابع تبدیل باعث افزایش بهره ولتاژ، کاهش تنش ولتاژ روی نیمه هادی های مدار می گردد. در این مقاله یک ساختار جدید مبتنی بر سلف کوپل شده در جهت حذف صفر نیم-صفحه سمت راست ارایه شده است. ساختار جدید با یک افزایش بهره همراه خواهد بود. اما تنش ولتاژ روی کلید محدود شده است و از طرفی با توجه به موقعیت سلف کوپل شده ریپل جریان ورودی برای این ساختار به حداقل خواهد رسید.

در این مقاله به طور همزمان به بهبود کنترل توان اکتیو و راکتیو در سیستم چند ماشینه با بهره گیری از باتری ذخیره ساز انرژی (BESS) و کنترل فرکانس و تنظیم ولتاژ می پردازد. در روش پیشنهادی هر یک از واحد های تولیدی به یک واحد ذخیره سازی با سیستم کنترلی مجزا مجهز شده اند. این روش برای BESS شامل دو حلقه کنترلی مجزا است، یک حلقه برای کنترل توان اکتیو و دیگری برای کنترل توان راکتیو. علاوه بر حلقه های کنترل توان دو مدار کنترلی اضافی برای کنترل فرکانس و ولتاژ در مبدل جانبی هریک از ژنراتور ها تعبیه شده است. برای بررسی عملکرد کنترل کننده ها و نمایش پایداری سیستم مراحل شبیه سازی علاوه بر حالت تعادل در حالت عدم تعادل شبکه نیز بررسی شده اند. همچنین در این مقاله استراتژی کنترلی ارائه شده به طور مطلوب، تمام پارامترهای کنترل کننده ها را همزمان با استفاده از یک برنامه ی بهینه سازی غیرخطی ترکیبی عدد صحیح و با الگوریتم های ICA و GA حل می کند. نتایج شبیه سازی در نرم افزار MATLABحاکی از آن است که طرح کنترل پیشنهادی به طور موثری از BESS برای کنترل توان اکتیو و راکتیو مجموعه بادی استفاده و اثربخشی استراتژی را در شرایط تعادل و عدم تعادل شبکه ارزیابی می کند.