ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΜΕ ΑΣΥΓΧΡΟΝΗ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΔΙΠΛΗΣ ΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗΣ

Κανδηλιώτης, Μιχαήλ

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Κανδηλιώτης, Μιχαήλ

Date

2025-03

Advisor

Χαραλαμπάκος, Βασίλειος

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία (4.844Mb)

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η προσομοίωση και μελέτη μιας ανεμογεννήτριας η οποία απαρτίζεται από μια διπλά τροφοδοτούμενη επαγωγική γεννήτρια (DFIG). Η προσομοίωση γίνεται εφικτή με τη κατασκευή μοντέλου μέσω του προγράμματος MATLAB-Simulink. Το μοντέλο περιλαμβάνει ηλεκτρονικό μετατροπέα ισχύος τύπου Back to Back που απαρτίζεται από δύο μέρη, έναν ανορθωτή και έναν αντιστροφέα. Κάθε ένα από τα δύο μέρη ελέγχεται ανεξάρτητα από το άλλο μέσω υποσυστήματος που τροφοδοτεί μια γεννήτρια PWM συνδεδεμένη σε κάθε μετατροπέα. Το μοντέλο περιλαμβάνει ακόμη Σύστημα βραχυκύκλωσης του δρομέα (Crowbar Protection) προκειμένου να επιτευχθεί Ικανότητα διατήρησης της σύνδεσης κατά τη χαμηλή τάση. Η λειτουργία της ανεμογεννήτριας εξετάζεται τόσο σε μόνιμη κατάσταση όσο και κατά τρεις συγκεκριμένες μεταβατικές καταστάσεις. Αρχικά εξετάζεται η περίπτωση πτώσης τάσης του δικτύου, έπειτα αναλύεται η περίπτωση ανισορροπίας στο ρότορα της ανεμογεννήτριας και τέλος γίνεται εξομοίωση μιας υποβάθμισης στον ηλεκτρονικό μετατροπέα ισχύος. Μέσα από διαγράμματα που παρουσιάζονται, τα οποία προκύπτουν από τις εξομοιώσεις, γίνεται εφικτή η κατανόηση της συμπεριφοράς της ανεμογεννήτριας σε κάθε περίπτωση που εξετάζεται.

Abstract

Τhe aim of this thesis is the simulation and study of a wind turbine equipped with a doubly-fed induction generator (DFIG). The simulation is implemented by constructing a model using MATLAB-Simulink. The model includes a back-to-back power electronic converter, which consists of two components: a rectifier and an inverter. Each of these components is controlled independently via a subsystem that drives a PWM generator connected to each converter. The model also incorporates a Crowbar Protection System to enable Low Voltage Ride Through (LVRT) capability. The operation of the wind turbine is examined under steady-state conditions as well as during three specific transient events. Initially, the case of grid voltage sag is investigated, followed by an analysis of the wind turbine rotor imbalance case and finally, a simulation of a degradation on the power converter system is performed. Through diagrams derived from the simulations, the behavior of the wind turbine in each examined scenario is thoroughly understood.