Wind Turbine Control Systems: Principles, Modelling and Gain Scheduling Design

توربین‌های بادی مدرن عموماً با سرعت متغیر کار می‌کنند تا راندمان تبدیل کمتر از توان نامی را به حداکثر برسانند و بارگذاری روی قطار را کاهش دهند. علاوه بر این، معمولاً از کنترل گام تیغه ها برای محدود کردن انرژی جذب شده در طول عملیات بالاتر از سرعت نامی باد استفاده می شود. پیچیدگی بیشتر توربین‌های گام متغیر با سرعت متغیر با مزایای انعطاف‌پذیری کنترل، یعنی راندمان تبدیل بالاتر، کیفیت توان بهتر، عمر مفید بیشتر جبران می‌شود. به دلیل تأثیر فوری کنترل بر هزینه انرژی باد، کنترل کننده های قابل اعتماد با کارایی بالا در رقابتی کردن فناوری باد ضروری هستند.

در سیستم های کنترل توربین بادی استفاده از پارامترهای خطی تکنیک‌های زمان‌بندی بهره متغیر (LPV) برای کنترل سیستم‌های تبدیل انرژی بادی مورد تأکید قرار می‌گیرد. این فرمول مجدد اخیر مسئله زمانبندی بهره کلاسیک اجازه می دهد تا یک روش طراحی ساده و اجرای کنترل کننده ساده را انجام دهد. این مونوگراف پوشش کاملی از کنترل توربین های بادی ارائه می دهد، از جمله:

• مروری بر اصول تبدیل انرژی باد؛

• مدل سازی کنترل محور توربین های بادی؛ P>

• تجزیه و تحلیل عمیق از رایج ترین استراتژی های کنترل؛

• طراحی کنترل کننده های زمان بندی شده با بهره LPV برای توربین های بادی با گام ثابت و متغیر با سرعت متغیر.< /P>

سیستم های کنترل توربین بادی در درجه اول برای محققان و دانشجویانی با پیشینه کنترلی در نظر گرفته شده است که مایل به گسترش دانش خود در مورد سیستم های انرژی بادی هستند. این کتاب برای دانشمندان در زمینه تئوری کنترل که به دنبال استفاده از ایده های کنترلی نوآورانه خود در این مسئله کنترل جذاب هستند مفید خواهد بود و همچنین مهندسان حرفه ای که با فناوری باد سر و کار دارند که از پوشش جامع مباحث کنترل نظری، سادگی بهره مند می شوند، مفید خواهد بود. از مدل‌ها و استفاده از الگوریتم‌های کنترل رایج در دسترس است.

پیشرفت‌ها در کنترل صنعتی با هدف گزارش و تشویق انتقال فناوری در مهندسی کنترل توسعه سریع فناوری کنترل بر تمام حوزه های رشته کنترل تأثیر می گذارد. این مجموعه فرصتی را برای محققان فراهم می‌کند تا نمایشگاه گسترده‌ای از کار جدید در تمام جنبه‌های کنترل صنعتی ارائه دهند.

Modern wind turbines generally operate at variable speed in order to maximise the conversion efficiency below rated power and to reduce loading on the drive-train. In addition, pitch control of the blades is usually employed to limit the energy captured during operation above rated wind speed. The higher complexity of variable-speed variable-pitch turbines is offset by the benefits of control flexibility, namely, higher conversion efficiency, better power quality, longer useful life; because of the immediate impact of control on the cost of wind energy, reliable high-performance controllers are essential in making wind technology competitive.

In Wind Turbine Control Systems the application of linearparameter varying (LPV) gain scheduling techniques to the control of wind energy conversion systems is emphasised. This recent reformulation of the classical gain scheduling problem allows a straightforward design procedure and simple controller implementation. The monograph provides a thorough coverage of wind turbine control, including:

• an overview of the principles of wind energy conversion;

• the control-oriented modelling of wind turbines;

• an in-depth analysis of the most common control strategies;

• the design of LPV gain-scheduled controllers for both fixed- and variable-pitch, variable-speed wind turbines.

Wind Turbine Control Systems is primarily intended for researchers and students with a control background wishing to expand their knowledge of wind energy systems. The book will be useful to scientists in the field of control theory looking to apply their innovative control ideas to this appealing control problem and will also interest practising engineers dealing with wind technology who will benefit from the comprehensive coverage of the theoretic control topics, the simplicity of the models and the use of commonly available control algorithms.

Advances in Industrial Control aims to report and encourage the transfer of technology in control engineering. The rapid development of control technology has an impact on all areas of the control discipline. The series offers an opportunity for researchers to present an extended exposition of new work in all aspects of industrial control.