شبیه‌سازی بلوک دیاگرامی توربین‌های باد محور افقی مقیاس بزرگ

Abstract

در پژوهش حاضر، روشی برای شبیه‌سازی بلوک دیاگرامی یک توربین باد محور افقی مرجع با مکانیزم کنترل توان زاویه پیچ ارایه شده‌است. از روش مهندسی تقریب تحلیلی برای مدل آیرودینامیک روتور و تخمین ضریب توان توربین و از کنترلگر PID برای کنترل زاویه پیچ پره روتور استفاده شده‌است. همچنین بستر نرم‌افزار امسیم برای پیاده‌سازی معادلات حاکم بر سیستم انتقال توان و ژنراتور و سپس ترکیب مدل‌ آنها با بخش آیرودینامیک و کنترلگر به‌کار گرفته شده‌است. به‌کمک مدل بلوک دیاگرامی پیشنهادی، رفتار گذرای توربین و عملکرد کنترل زاویه پیچ در تنظیم توان خروجی برای حالتی‌که پروفیل سرعت باد ورودی به صفحه روتور طی 130 ثانیه به‌صورت خطی از 21 تا 8 متربرثانیه تغییر می‌کند، بررسی شده‌است. نتایج نشان دهنده دقت قابل قبول مدل برای پیش‌بینی رفتار عملکرد توربین است. همچنین استفاده از مدل آیرودینامیک و کنترلگر دقیق‌تر موجب بهبود نتایج می‌شود. اعتبارسنجی شبیه‌سازی با مقایسه عملکرد توربین با نتایج توربین مرجع انجام شده‌است.