-
- مصرف کننده توان راکتیو
- بهره برداری مشکل در حالت مجزا از شبکه(به اینورتر نیاز است)
۳-۷-۴:ژنراتورهای ولتاژ بالا
معمولا ژنراتورهای بادی در ولتاژ ۶۹۰ ولت کار می‌کنند و در نتیجه برای اتصال به شبکه نیاز به یک ترانسفورمر دارند.یکی از دلایل افزایش ولتاژ ژنراتور،کاهش جریان آن و در نتیجه کاهش تلفات ژنراتور و کاهش حرارت ایجاد شده در ژنراتور می‌باشد. این امر می‌تواند منجر به کاهش اندازه ژنراتور گردد و راندمان توربین بادی را افزایش دهد.
ژنراتور ولتاژ بالا(HVG) هم به صورت ژنراتور القایی و هم به صورت سنکرون وجود دارند.معمولا این ژنراتور ها برای توربین های بادی بزرگ با ظرفیت های بیشتر از ۳ مگاوات استفاده می‌شوند. از معایب این ژنراتورها می توان به هزینه بالای این ژنراتورها،قابلیت اطمینان پایین در عملکرد بلند مدت و نیاز به ایمنی بیشتر نسبت به ژنراتورهای ولتاژ پایین اشاره کرد.[۱۹]
۳-۸:کاربرد الکتروینک قدرت در توربین های بادی
الکترونیک قدرت یکی از تکنولوژی هایی است که به سرعت توسعه یافته است و عرصه توربین های بادی با ورود تجهیزات الکترونیک قدرت تحول بسیار چشم گیری داشته است.در این قسمت به معرفی تجهیزات الکترونیک قدرتی که به طور عموم در توربین های بادی مورد استفاده قرار می گیرند می پردازیم.
۳-۸-۱:راه انداز نرم(Soft Starter)
راه انداز نرم یک تجهیز الکتروینک قدرت ساده و ارزان است که در توربین های بادی ثابت برای اتصال این توربین ها به شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد. طرح شماتیک این تجهیز در شکل (۳-۱۱)آورده شده است. وظیفه راه انداز نرم کاهش جریان راه اندازی ژنراتور در هنگام اتصال به شبکه است. بدون راه انداز نرم این جریان تا حدود ۸-۷ برابر جریان نامی نیز می رود که می‌تواند اختلالات فراوانی در ولتاژ شبکه ایجاد کند. راه انداز نرم از رو تریستور موازی در هر فاز تشکیل شده است که هر کدام در یک نیم سیکل روشن می‌گردند. با تنظیم زاویه آتش این تریستورها و افزایش تدریجی آن اتصال نرم ژنراتور به شبکه صورت می پذیرد. بعد از اتصال کامل ژنراتور به شبکه و برگشت جریان به مقدار نامی خود،راه انداز نرم به طور کامل از مدار خارج می‌گردد.
شکل(۳-۱۰):شمای کلی راه انداز نرم
۳-۸-۲:بانک خازنی
بانک خازنی در توربین های سرعت ثابت یا توربین های با تغییرات سرعت محدود مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تجهیز الکتریکی وظیفه تامین توان راکتیو را برای ژنراتور بر عهده دارد. بنابرین توان راکتیو جذب شده از شبکه کاهش می‌یابد. بانک خازنی معمولا در پایین ستون توربین بادی نصب می‌گردد.بانک خازنی در مواقعی که بار شبکه کاهش می‌یابد سبب افزایش ولتاژ شبکه می‌گردد و هزینه تعمیر و نگهداری سیستم را افزایش می‌دهد.
۳-۸-۳:یکسوساز و اینورتر
یک مبدل فرکانس که به درایو سرعت قابل تنظیم معروف است شامل اجزای زیر است:
-
- یک یکسوساز که جریان AC را به جریان DC تبدیل می‌کند و انرژی را به سیستم DC منتقل می‌کند.
-
- یک ذخیره ساز انرژی (خازن)
- یک اینورتر که جریان DC را به جریان AC تبدیل می‌کند و انرژی را به سیستم AC منتقل می‌کند.
دیودها می‌توانند فقط در یکسوساز مورد استفاده قرار گیرند ولی سوئیچ های الکترونیک قدرت می‌توانند هم در یکسو ساز و هم در اینوتر مورد استفاده قرار گیرند.بیشتر یکسوسازهای معمولی به صورت دیودی هستند که علت آن سادگی و کم بودن هزینه و تلفات آن می‌باشد.اما این یکسوسازها فقط قادر خواهند بود که در یک جهت توان را منتقل کنند و قادر به کنترل جریان یا ولتاژ ژنراتور نیستند. در نتیجه این یکسوسازها همراه با اینوتر مورد استفاده قرار می گیرند. از اینورتر برای کنترل جریان ژنراتور استفاده می شود. این یکسوسازها در ژنراتورهایی مورد استفاده قرار می گیرند که خود قادر به کنترل ولتاژ خود باشند.
اینورترهای تریستوری جزء ارزانترین اینورترها می‌باشند. این اینورترها دارای تلفات کمی هستند و زمانی قادر به فعالیت می‌باشند که به شبکه متصل باشند. عیب این اینورترها مصرف توان راکتیو و تولید هارمونیک زیاد می‌باشد.به خاطر اهمیت زیاد کیفیت توان معمولا از اینوترهای با سوئیچ های GTO و IGBT استفاده می‌گردد که بر خلاف تایرستور بر خاموش شدن خود کنترل دارند. این سوئیچ ها با یک پالس مثبت روشن و با یک پالس منفی خاموش می‌گردند. تایرستور زمانی خاموش می‌گردد که جریان عبوری از آن صفر گردد. مزیت GTO نسبت به IGBT این است که GTO می‌تواند توان بیشتری را نسبت به IGBT تحمل نماید اما IGBT نسبت به GTO دارای عملکرد سریع تری می‌باشد.
۳-۸-۴:مبدل فرکانس
در سال‌های اخیر توپولوژی مختلفی از مبدلها در توربین های بادی مورد استفاده قرار گرفته اند:
-
- Back to Back Converter
-
- Multi Level Converter
-
- Tandem Converter
-
- Matrix Converter
- Resonant Converter
امروزه از مبدلهای Back to Back بیشتر از بقیه مبدل ها در توربین های بادی استفاده می شود.این مبدل یک مبدل توان دو طرفه است که از دو مبدل منبع ولتاژ با مدولاسیون پهنای پالس تشکیل شده است. این دو مبدل از طریق لینک DC به یکدیگر متصل می‌گردند. سطح ولتاژ لینک DC را معمولا بیشتر از ولتاژ خط شبکه در نظر می گیرند تا کنترل کافی بر روی جریان شبکه از طریق مبدل وجود داشته باشد.وجود لینک DC بین دو مبدل این امکان را می‌دهد که دو مبدل به طور مستقل از هم کنترل گردند. مبدل طرف شبکه معمولا وظیفه ثابت نگه داشتن ولتاژ باس DC را بر عهده دارد و مبدل طرف ژنراتور نیز معمولا را برای کنترل سرعت ژنراتور مورد استفاده قرار می‌گیرد.[۱۹]
۳-۹:جمع بندی
در این فصل به طور اجمالی تولید انرژی الکتریکی به وسیله باد مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا مروری بر تاریخچه توربین های بادی پرداخته شد و سپس ساختار انرژی باد را به عنوان یک منبع توان مورد بررسی قرار گرفت.سپس فن آوری توربین های بادی معرفی گردیده و انواع توربین های بادی از ظر عملکرد مورد بررسی قرار گرفت. به طور کلی توربین های بادی به دو دسته توربین های بادی سرعت ثابت و سرعت متغییر تقسیم می‌گردد همچنین انواع ژنراتورهایی که در توربین های بادی مورد استفاده قرار می گیرند مورد بررسی قرار گرفته و مزایا و معایب هر کدام را بیان گردید.در پایان نیز تجهیزات قدرت به کاررفته در توربین های بادی معرفی گردید.
انتشار فلیکر و طراحی فلیکرمتر
فصل چهارم:
۴-۱:مقدمه
ولتاژ شبکه الکتریکی با اغتشاشاتی که در فرایندهای تولید،انتقال و توزیع رخ می‌دهد تغییر می‌کند.مخصوصا بارهای مختلف متصل به شبکه تاثیرات مهمی برروی ولتاژ می‌گذارند. بارهای با توان بالا مثل موتورهای الکتریکی و کوره های القایی باعث نوسانات ولتاژی متناوب فرکانس کم می‌شوند که باعث موارد زیر می‌گردند:
-
- نوسانات منابع نوری که منجر به ناراحتی فیزیولوژیکی مهم مانند خستگی های روانی و جسمی می شود.
