مجید اکار - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر موسسه آموزش عالی پیام گلپایگان، گلپایگان، ایران
علیرضا افشاری - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر موسسه آموزش عالی پیام گلپایگان، گلپایگان، ایران

مصرف رو به رشد انرژی و درصد آن انرژی حاصل از سوخت های فسیلی، مسئله ی بحران انرژی را از یکسو و گرمایش زمین آلودگی زیست محیطی را از سویی دیگر درپی داشته است. در این بین با کم شدن منابع و افزایش روز افزون قیمت حامل های انرژی، بشر به سمت جایگزینی این سوخت ها با منابعی پاک، ارزان و در دسترس پیش می رود. رویکرد کشورهای جهان به استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و انرژی باد به عنوان اصلی ترین منبع تولید انرژی الکتریکی در سال های اخیر مورد توجه واقع شده است. امروزه از میان انرژی های تجدیدپذیر، سیستم های بادی توجیه اقتصادی تری نسبت به سایر منابع تجدید پذیر دارند. بدین ترتیب اتصال توربین های بادی به شبکه و بهره برداری از آنها مسائل و ملاحظات مربوط به خود را دارند. یکی از مسائل مهمی که در مورد توربین های بادی باید مد نظر قرار گیرد مسئله کیفیت توان آنهاست، کیفیت توان مفهومی گسترده دارد. هر مسئله ای که باعث ایجاد تغییر ولتاژ، جریان یا فرکانس سیستم شود، موجب خرابی و عملکرد نادرست تجهیزات می گردد از طرف دیگر افزایش روزافزون بارهای غیرخطی جریان متناوب طوری طراحی شوند که در یک ولتاژ سینوسی با فرکانس و دامنه مشخص کار کنند. بنابراین هرگونه انحراف قابل توجه در دامنه، فرکانس، فاز ولتاژ باعث ناپایداری آن می گردد. حال با توجه به طبیعت غیرماندگار و تغییرات توان خروجی توربین بادی باعث ظهور مسائل ناپایداری (نوسانات) ولتاژ می گردد. مخصوصاٌ زمانیکه در سیستم قدرت از ظرفیت بالای توان دهی توربین های بادی استفاده شده باشد. مسائل شکل موج ولتاژ و اعوجاجات هارمونیکی در توربین های بادی که مجهز به مبدل های الکترونیک قدرت هستند، نمود بیشتری دارند. معمولاً نیروگاه های بادی در مناطق دوردست و شرایط خاص جغرافیایی ایجاد می گردند و از اهمیت و حساسیت بسزایی برخوردار هستند. با توجه به ماهیت متغیر و غیر یکنواخت سرعت باد، به طور متداول در توربین های بادی از ژنراتور القایی جهت تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی الکتریکی استفاده می گردد. طراحی، ساخت، تعمیر و نگهداری ژنراتورهای القایی نسبت به ژنراتورهای سنکرون بسیار ساده تر می باشد. ولی معایبی هم دارد، همانا مقدار زیادی از جریان راکتیو شبکه را مصرف می نماید، که موجب افت پروفیل ولتاژ و ناپایداری در شبکه می گردد. کنترل ولتاژ در یک شبکه قدرت همواره یکی از مهمترین چالش های صنعت برق بوده است. بنابراین در این پروژه برای کاهش این تغییرات و داشتن پروفیل ولتاژ پایدار از جبران ساز STATCOM استفاده شده است. STATCOM به چندین روش می تواند کنترل شود که ما در این مقاله از روش کنترل فضای حالت (phase space) که روشی خیلی سریع و دقیق است و هارمونیک کمی تولید می کند استفاده کرده ایم.

کیفیت توان، STATCOM، ژنراتور القایی، پروفیل ولتاژ پایدار