1- 2 طرح مساله 3
1-3 پیشینه تحقیق.7
1-3- 1 روش های مبتنی بر PID تطبیقی. 10
1-3-2 روش های تطبیقی غیرخطی 12
1-3- 3روشهای تطبیقی هوشمند13
1-3-4 روش های تطبیقی کلاسیک. 16
فصل دوم: ساختار توربین باد 19
2-1 مقدمه ای بر انرژی باد. 20
2-2 اجزای توربین باد. 22
2-3 مبدل AC به DC. 25
2-4 تکنولوژی ساخت 26
2-5 عملکرد کلی توربین باد 30
فصل سوم: مدلسازی، روابط ریاضی و معرفی سیستم.33
3-1 مقدمه. 34
3-2 مدل آیرودینامیک پره 34
3-3 ردیابی حداکثر توان37
3-4 نواحی کاری توربین و اهداف کنترلی آن .39
3-5 مدل ریاضی ژنراتور 40
3-6 کنترل توان در ژنراتورهای مغناطیس دایم 42
3-7 زاویه پره 44
3-8 مکانیزم عملگر زاویه پره. 46
3-9 زاویه پره در راه اندازی49
3-10 معرفی سیستم موجود50
فصل چهارم:طراحی کنترل کننده پیشنهادی 55
4-1 مقدمه .56
4-2 شناسایی سیستم بصورت پیوسته56
4-2-1 تحریک پایا توسط سیگنال ورودی. 66
4-2-2 شناسایی در حلقه بسته. 68
4-3 طراحی و پیاده سازی کنترل کننده به صورت پیوسته.70
4-3-1 نتایج شبیه سازی به صورت پیوسته .75
4-4 طراحی شناساگر و کنترلگر به صورت گسسته79
4-4-1 نتایج شبیه سازی به صورت گسسته81
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات 87
5-1 نتیجه گیری 88
5-2 پیشنهادات. 90
منابع و مراجع .93

فهرست اشکال:
شکل1-1 نواحی کاری توربین باد.4
شکل 1- 2 کنترل زاویه بر اساس فیدبک سرعت باد.7
شکل 1- 3 زاویه گام بر حسب سرعت باد .8
شکل 1- 4 کنترل زاویه بر اساس فیدبک سرعت ژنراتور 8
شکل 1- 5 کنترل زاویه بر اساس فیدبک توان ژنراتور 9
شکل 2- 1 نمودار رشد تولید برق توسط توربین باد تا سال 2009 22
شکل 2- 2 توربین بادی محور افقی و محور عمودی.23
شکل 2- 3 ساختار شماتیک یک توربین باد25
شکل 2- 4 مدار معادل مبدل.26
شکل 2- 5 نقطه کار ژنراتور دور ثابت(1) و دور متغیر(2) 27
شکل 2- 6 ارتباط یک توربین بادی دور متغیر از طریق مبدلها با شبکه 29
شکل 3- 1 یک نمونه منحنی ضریب توان Cp برحسب λ و β 35
شکل 3- 2 نمایش دیگری از منحنی ضریب توان برای یک نمونه توربین.36
شکل 3- 3 منحنی توان بر حسب سرعت باد در دو حالت ایده آل و عملی.37
شکل 3- 4 مشخصه توان مکانیکی توربین به صورت تابعی از سرعت دوران پره ها.38
شکل 3- 5 نواحی کاری توربین بادی 39
شکل 3- 6 ساختار کنترل FOC .43
شکل 3- 7 حلقه های کنترلی محور d و q 44
شکل 3- 8 تغییرات زاویه پره 45
شکل 3- 9 مکانیزم تنظیم پره ها با عملگر هیدورلیکی47
شکل 3- 10 مکانیزم تنظیم زاویه پره ها با عملگر الکتریکی.47
شکل 3- 11 مدل دیاگرام بلوکی عملگر زاویه گام هیدرولیکی 48
شکل 3- 12 مدل کلی دیاگرام بلوکی عملگر پره از نوع الکتریکی 48
شکل 3- 13 مجموعه توربین بادی، ژنراتور و مبدل مرتبط با شبکه50
شکل 3- 14 منحنی توان توربین بر حسب VDC مختلف و منحنی MPPT 51
شکل 4- 1 انجام آزمون ورودی خروجی برای به دست آوردن ساختارهای شناسایی59
شکل 4- 2 تابع تبدیلهای تخمین زده شده برای سیستم. 60
شکل 4- 3 استفاده از فیلتر پایدار برای رگرسورها در حالت شناسایی پیوسته. 63
شکل 4- 4 سیگنالهای سرعت توربین، زاویه پره و سرعت باد. 67
شکل 4- 5 پارامترهای شناسایی شده به ترتیب a ، b ، k1 و k2 69
شکل 4- 6 شماتیک دیاگرام رگولاتور خود تنظیم74
شکل 4- 7 نتایج شبیه سازی افزایش سرعت باد از 10m/s تا 20m/s .76
شکل 4- 8 نتایج شبیه سازی کاهش سرعت باد از 20m/s تا 10m/s. 77
شکل 4- 9 عملکرد کنترل کننده در زمان تغییر مد ناحیه کاری توربین باد 78
شکل 4- 10 پارامترهای شناسایی شده a2، a1، a0 و b2، b1 ، b0در حالت گسسته 81
شکل 4- 11 سیگنال خطای شناسایی(error) و تخمین خروجی .82
شکل 4- 12 نتایج پیاده سازی گسسته با افزایش سرعت باد از 10m/s تا 20m/s .83
شکل 4- 13 نتایج پیاده سازی گسسته با افزایش سرعت باد از 10m/s تا 20m/s . 84

فهرست جداول:
جدول 3-1 متغیرهای مدل ژنراتور. 40







فصل اول:
مقدمه ای بر انرژی های نو،
طرح مساله و
پیشینه تحقیق





1-1 مقدمه
با توجه به پیشرفتهای سریع تکنولوژی در دهه های اخیر ، مهمترین چالش روبروی جوامع و دولتهای مختلف تامین انرژی است. قبل از بحران انرژی پیش آمده در دهه 70 میلادی شاید انرژی های نو و تجدید پذیر فقط به عنوان پژوهش به آن نگریسته می شد اما پس از این واقعه، تمام کشورهای پیشرفته به فکر تامین جایگزین جدی یا تامین بخشی از انرژی خود توسط انرژیهای نو و تجدید پذیر افتادند.