محور توربین-ژنراتورهای بادی نسبتاً نرم بوده و سیستم مکانیکی عموماً به صورت دو جرمه مدل می شود. مدل دو جرمه دارای مدهای پیچشی نوسانی است که در هنگام تغییرات سرعت باد و وقوع خطا در شبکه این مدها در پاسخ های خروجی ژنراتور ظاهر می شود. توربین-ژنراتورهای بادی سنکرون مغناطیس دائم دارای مبدل های سمت ماشین و سمت شبکه است که به وسیله مبدل سمت ماشین می توان سرعت/توان ژنراتور را در مقدار مطلوب جهت کارکرد در مد توان بهینه کنترل نمود. در حقیقت کنترل اصلی توربین بر عهده مبدل سمت ماشین است. همچنین به وسیله مبدل سمت شبکه ولتاژ لینک dc در مقدار مرجع ثابت نگه داشته می شود. هدف این مقاله، تبیین استراتژی های مختلف کنترلی مبدل سمت ماشین در توربین-ژنراتور بادی سنکرون مغناطیس دائم است. استراتژی های مختلف کنترلی شامل کنترل توربین-ژنراتور در مد کنترل سرعت، مد کنترل توان و یا مد نرخ سرعت نوک بهینه می باشد. سپس عملکرد روش های کنترلی شرح داده شده، در ازای تغییرات سرعت باد، نوسانات توان ناشی از سایه برج و افتادگی ولتاژ شبکه آزموده و مقایسه می شود. در ادامه با بهبود عملکرد کنترل کننده مبدل سمت ماشین، پاسخ توربین بادی بهبود داده می شود.

در این مقاله، یک روش کنترل مد لغزشی مرتبه کسری تطبیقی جدید برای ردگیری نقطه حداکثر توان ژنراتور مغناطیس دائم سنکرون ((PMSG)) طراحی شده است. هدف از کنترل، ردیابی سرعت روتور بهینه به منظور استخراج بیشینه توان از سیستم توربین بادی در حضور اغتشاش و نامعینی پارامتری است. ابتدا یک سطح لغزش مرتبه کسری جدید تعریف می­شود. از آنجایی که در کنترل کننده مدلغزشی برای تضمین پایداری سیستم حلقه بسته، دانستن کران بالای نامعینی­ها و اغتشاشات لازم است، و از طرفی محاسبه آن برای مسائل کاربردی از جمله توربین بادی مشکل بوده و با خطا همراه است. لذا در ادامه پارامترهای سیگنال کنترل، توسط قوانین تطبیقی پیشنهادی، بصورت برخط تخمین زده می­شوند تا ضمن افزایش سرعت همگرایی متغیرهای حالت به مقدار مرجع و کاهش پدیده چترینگ، قوام سیستم را در برابر اغتشاش خارجی و نامعینی پارامتری افزایش دهند. از سویی دیگر با توجه به ناشناخته بودن دینامیک اغتشاش، یک رویتگر اغتشاش جهت تخمین اغتشاش خارجی و نامعینی پارامتری طراحی شده است. سپس، اثبات پایداری سیستم حلقه بسته کلی همراه با رویتگر اغتشاش با استفاده از تئوری لیاپانوف انجام شده است. در آخر، نتایج شبیه سازی با در نظر گرفتن دو سناریو متفاوت؛ اولی با تغییرات باد پله همراه با اغتشاش خارجی و دومی به ازای تغییرات سرعت باد سینوسی در حضور نامعینی پارامتری بدست آمده اند. نتایج شبیه سازی با روش متداول مد لغزشی مرتبه صحیح مقایسه شده و خروجی ها نشان دهنده عملکرد موثر کنترل کننده پیشنهادی در ردیابی مسیر مرجع، افزیش قوام آن در برابر نامعینی و اغتشاش و کاهش پدیده چترینگ است.

مقالۀ حاضر به کنترل و بهبود پایداری سیستم تولید توان بادی که بار اکتیو با ویژگی توان ثابت را تغذیه می کند، می پردازد. سیستم تحت مطالعه یک سیستم تولید ترکیبی باد-باتری با ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم است که با واسطۀ مبدل های الکترونیک قدرت یک بار اکتیو مستقل را تغذیه می کند. بار اکتیو به کارگرفته شده در این مقاله یک یکسوساز اکتیو بوده که رفتاری مانند یک بار توان ثابت دارد. از آنجا که بارهای توان ثابت به لحاظ سیگنال کوچک به مانند یک مقاومت منفی رفتار می کنند باعث کاهش حاشیۀ پایداری و حتی در توان های بالا باعث ناپایداری سیستم می شوند. در این مقاله به عنوان نوآوری یک کنترل مبتنی بر خطی سازی فیدبک ورودی-خروجی برای مبدل سمت بار ارائه می شود که منجر به پایداری کل سیستم در حضور بارهای اکتیو می شود. به عبارت دیگر با به کارگیری روش کنترل پیشنهادی، امپدانس خروجی مبدل سمت بار در فرکانس های پایین به سمت صفر میل کرده و این امر باعث بهبود حاشیۀ پایداری و پایداری سیستم در حضور بارهای اکتیو توان ثابت می شود. در پایان عملکرد سیستم تحت مطالعه در حضور بارهای اکتیو با و بدون به کارگیری روش کنترل پیشنهادی و با استفاده از شبیه سازی های زمانی آزموده می شود.