بهبود پایداری سیستم های قدرت متصل به مزارع بادی ترکیبی با استفاده از STATCOM و شبکه های عصبی

در سال های اخیر استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به دلیل مزایای زیاد آن ها شامل عدم نیاز به سوخت و عدم آسیب زدن به محیط زیست، رشد فزاینده ای داشته است. اما استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر در سیستم های قدرت باعث می شود که این سیستم ها با مشکلات جدیدی روبرو شوند. در این خصوص بررسی رفتار دینامیکی سیستم های قدرت شامل مزارع یا توربین های بادی، مورد توجه محققان زیادی قرار گرفته است. در مزارع بادی عموما از یکی از انواع ژنراتورهای القایی قفس سنجابی (SCIG) و یا ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه (DFIG) استفاده می شوند. ولی در یک مزرعه بادی ترکیبی (CWF) ، از هر دو نوع ژنراتور القایی استفاده می شود. اما باید توجه داشت که به منظور بهبود رفتار دینامیکی مزارع بادی ترکیبی، لازم است از جبران کننده هایی در سیستم استفاده شود. در میان انواع جبران کننده ها، STATCOM (جبران کننده سنکرون استاتیکی) ، بسیار پر کاربرد می باشد. یک STATCOM به سرعت می تواند با تزریق و یا جذب توان راکتیو به سیستم، ولتاژ شین متصل به خود را کنترل نماید. در این مقاله، ابتدا یک سیستم قدرت متصل به یک مزرع بادی ترکیبی انتخاب می شود که در یک شین آن از یک STATCOM استفاده شده است. سپس برای میرا نمودن موثر نوسانات متغیرهای سیستم در مواجه با خطا ها، یک کنترل کننده تکمیلیPID در ساختار STATCOM مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از روش بهینه سازی ابتکاری ازدحام ذرات (PSO) برای تعیین مقادیر بهینه ضرایب مربوط به کنترل کننده PID استفاده می شود. اما از آنجایی که تعیین ضرایب بهینه کنترل کننده PID با استفاده از الگوریتم PSO کار زمان بری است، از یک شبکه عصبی مصنوعی (ANN) هم برای تخمین بهنگام پارامترهای کنترل کننده مذکور در هنگام تغییر شرایط کاری سیستم، استفاده می شود. نتایج شبیه سازی های انجام شده ارائه شده و درستی روش طرح شده تایید می شود. تمام شبیه سازی ها در نرم افزار MATLAB/Simulink انجام شده است.

کلیدواژه ها:

سیستم های قدرت ، توربین های بادی ، ژنراتورهای القایی SCIG و DFIG ، مزرعه بادی ترکیبی ، STATCOM ، شبکه های عصبی