در این مقاله، تجزیه و تحلیل مدال یک ژنراتور القایی دوسو تغذیه (DFIG) متصل به شبکه با استفاده از تحلیل پایداری سیگنال کوچک ارائه شده و اثر تغییر پارامتر های سیستم مانند اندوکتانس متقابل، مقاومت استاتور، راکتانس خط، سختی محور و سرعت باد بر روی مقادیر ویژه، پایداری و میرایی مٌد های مختلف سیستم نشان داده شده است. این تحلیل نشان می دهد که تغییر کدام پارامتر ها می تواند سیستم را از شرایط کار نرمال خارج کنند و همچنین تغییر کدام پارامتر ها می تواند باعث بهبود رفتار یک سیستم تا حد امکان شود. در پایان نتایج شبیه سازی اثر تغییر هر پارامتر برای ارزیابی پایداری و طراحی کنترل کننده های مختلف را نشان می دهد.

با افزایش نفوذ انرژی باد در سیستم های قدرت، مطالعات فراوانی برای بررسی تاثیر نیروگاه های بادی بر عملکرد سیستم قدرت انجام شده است. در این مقاله، ضمن اشاره به اصول کنترل فرکانس در نیروگاه های سنتی، ساختار و نحوه اتصال توربین بادی به شبکه قدرت معرفی شده و عملکرد توربین بادی پس از تغییر فرکانس سیستم، بررسی شده است. روش های متعددی برای مشارکت توربین بادی در کنترل کوتاه مدت فرکانس پیشنهاد شده است که در این مطالعه، ضمن اصلاح یکی از آخرین رو شهای به کار رفته در این زمینه، کوشش شده است با اعمال یک الگوریتم هوشمند، بهترین پاسخ فرکانسی ارایه شود.

با افزایش روزافزون سهم مزارع بادی در تامین برق شبکه های قدرت، اهمیت بررسی رفتار گذرای ژنراتورهای مورد استفاده در نیروگاه های بادی، در هنگام بروز خطا یا اغتشاشات شدید شبکه بیش از پیش احساس می شود. در این میان، بررسی رفتار ژنراتور القایی دوسو تغذیه به عنوان متداول ترین ژنراتور در صنعت تولید برق بادی اهمیت ویژه ای دارد. در این مقاله ابتدا مدل ریاضی سیستم توربین_ژنراتور بادی متصل به شبکه قدرت به منظور تحلیل دقیق شرایط خطا بکار گرفته شده است. این مدل ریاضی شامل یک مدل مرتبه پنج از ماشین القایی روتور سیم پیچی شده به همراه مدل دو محوری توربین می باشد. در گام بعدی، ژنراتور القایی دوسو تغذیه متصل به شبکه قدرت در نرم افزار MATLAB/Simulink شبیه سازی و با اعمال خطاهای مختلف در شبکه چگونگی پاسخ ژنراتور به این اغتشاشات شدید بررسی شده است. در نهایت نیز نقش عوامل و پارامتر های مختلف سیستم توربین_ژنراتور بر پایداری ماشین و قابلیت گذر از خطای آن مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این مقاله با استفاده از مدل مشروح ژنراتور القایی با تغذیه دوسو، رفتار نیروگاه بادی مورد بررسی قرار می گیرد. مبدل های الکترونیک قدرت نیروگاه و سیستم های کنترلی آن و رفتار نیروگاه شامل قسمت های الکتریکی و آئرودینامیکی شبیه سازی می شود. تغییرات سرعت باد و شرایط بهره برداری مورد مطالعه قرار می گیرد و عملکرد سیستم های کنترلی که با استفاده از کنترل برداری ماشین القایی طراحی شده اند، ارزیابی می شود. نتایج حاصل می تواند به خوبی برای بررسی عملکرد متقابل سیستم های قدرت با تولید پراکنده که از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده می کنند به کار گرفته شود.

با توجه به نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر و توربین های باد در سیستم های قدرت، اهمیت این منابع در حفظ و کمک به کنترل فرکانس برای افزایش سطح حداقل فرکانس (FN) در شرایط گذرای سیستم بسیار معنادار و لازم خواهد بود. این مقاله برای پشتیبانی فرکانس سیستم و حذف افت دوم فرکانس و همچنین بازیابی سرعت روتور توربین باد مبتنی بر ژنراتور القایی دوسو تغذیه (DFIG) یک طرح پیشنهاد می کند. در این طرح به محض تشخیص اختلال، مرجع توان به صورت خودکار و تابعی از دو پارامتر تغییرات فرکانس سیستم و سرعت روتور توربین باد مبتنی بر حد گشتاور افزایش می یابد و سپس با همین دو پارامتر برای وادار کردن سرعت روتور به همگرا شدن به یک محدوده عملیاتی پایدار، مرجع توان کاهش می یابد تا جائی که توان الکتریکی از توان مکانیکی به صورت شیب ملایم و نه پله ای کمتر شده و منجر به بازیابی سریع سرعت روتور می گردد و در تمام مدت پشتیبانی از فرکانس، خواص مشخصه ردیابی نقطه بیشینه توان (MPPT) حفظ شده تا در صورت تغییرات در سرعت باد به بهبود بهتر فرکانس سیستم کمک کند. نتایج شبیه سازی در نرم افزار متلب بر اساس سیستم آزمون نشان می دهد طرح پیشنهادی به خوبی توانسته است فرکانس سیستم را بدون ایجاد افت دوم در فرکانس بهبود بخشد و سرعت روتور را به خوبی و سریع بازیابی کند.

مقاله حاضر به تحلیل دینامیک مبدل سمت شبکه و طراحی کنترل کننده لینک DC در توربین-ژنراتور بادی با ژنراتور القایی دوسو تغذیه (DFIG) می پردازد. بر این اساس ابتدا به طراحی کنترل کننده جریان مربوط به مبدل سمت شبکه پرداخته می شود و سپس جهت عبور توان در مبدل های سمت روتور و شبکه در لغزش های مختلف تعیین می گردد. در ادامه بر اساس رابطه تبادل توان لحظه ای بین مبدل های الکترونیک قدرت و خازن لینک DC، دینامیک خازن لینک DC استخراج می گردد. در استخراج دینامیک خازن لینک DC اثر فیلتر واسط مبدل سمت شبکه نیز لحاظ می شود. نشان داده می شود که با لحاظ کردن دینامیک فیلتر واسط مبدل سمت شبکه، دینامیک خازن لینک DC غیرمینیمم فاز است که این امر می تواند محدودیت هایی را در دستیابی به پاسخ دینامیکی مناسب ایجاد کند. سپس به طراحی و انتخاب ضرایب کنترل کننده خازن لینک DC پرداخته می شود. در پایان عملکرد سیستم تحت مطالعه به وسیله شبیه سازی های زمانی که در نرم افزار MATLAB-SIMULINK انجام یافته آزموده می شود.