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.

ژنراتور القایی دو سو تغذیه ((DFIG)) یکی از مهم ترین ژنراتورهایی است که در ساختار توربین های بادی مورد استفاده قرار می گیرد. در سالیان اخیر، تعداد (DFIG) هایی که در ساختار توربین های بادی استفاده شده، افزایش چشم گیری نسبت به دیگر ژنراتورها داشته است. از آن جا که مقالات محدودی در زمینه طراحی (DFIG) ها ارائه شده و روند طراحی و فرمول های مورد نیاز به صورت ناقص مورد بررسی قرار گرفته، در این مقاله طراحی نمونه یک (DFIG) 250 کیلوواتی به تفصیل ارائه شده است. در ابتدا محاسبات تحلیلی ابعاد، توزیع چگالی شار در استاتور و رتور و سایر کمیت های طراحی این ژنراتور ارائه شده و مدل تحلیلی-محاسباتی این طراحی به دست آمده است. همچنین الگوریتمی جدید که بر مبنای تکرار می باشد جهت حصول نتایج دقیق تر در طراحی انجام شده، ارائه شده است. سپس برای تأیید و صحت طراحی انجام شده از نرم افزار Ansys Maxwell که بر پایه آنالیز اجزای محدود می باشد استفاده شده است. در انتها نتایج حاصل از طراحی و آنالیز عددی با نتایج حاصل از آنالیز اجزای محدود مقایسه شده و این مقایسه صحت عملکرد طراحی انجام شده را نشان می دهد.

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.

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.

پایداری ژنراتور سنکرون و بهبود آن، از مهم ترین مسائل سیستم قدرت است. پایداری می تواند از نوع ماندگار، دینامیکی یا گذرا باشد که در این مقاله، پایداری دینامیکی مطالعه می شود. در شبکه قدرت شامل تولیدات بادی مبتنی بر ژنراتور القایی از دو سو تغذیه ((DFIG))، بهره گیری از قابلیت های (DFIG)، روش مؤثری برای بهبود پایداری دینامیکی ژنراتور سنکرون است. در این مقاله، یک کنترل کننده میراساز دینامیکی (DDC) در باند توان راکتیو (DFIG) ارائه شده است که با الگوریتم ژنتیک تنظیم می شود. به این منظور، از دو فیدبک تغییرات سرعت ژنراتور سنکرون و گشتاور الکترومغناطیسی (DFIG) استفاده می گردد. برای نشان دادن تأثیر کنترل کننده پیشنهادی، از آنالیز مقادیر ویژه و گشتاور میراساز استفاده می شود که این موضوع، نیازمند مطالعه سیگنال کوچک سیستم می باشد. نتایج شبیه سازی تأییدکننده توانایی کنترل کننده در بهبود پایداری دینامیکی ژنراتور سنکرون است.