Naslov
Bezsenzorsko modelsko prediktivno izravno upravljanje strujom sinkronoga vjetrogeneratora sa stalnim magnetima
(Sensorless model predictive direct control of currents in permanent magnet synchronous wind generator)

Autori
Bariša, Tin

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
14.06

Godina
2019

Stranica
144

Mentor
Sumina, Damir

Ključne riječi
Sinkroni generator sa stalnim magnetima ; Leteći start ; Modelsko prediktivno upravljanje
(Permanent magnet generator ; Flying start, Model predictive control)

Sažetak
Ova doktorska disertacija rezultat je istraživanja u području naprednih algoritama upravljanja sinkronim generatorom sa stalnim magnetima s primjenom u sustavima za pretvorbu energije vjetra. Sustav za pretvorbu energije vjetra sastoji se od vjetroturbine, prijenosnog mehanizma (postoji ovisno o tipu generatora), generatora, AC-DC-AC pretvarača i filtra. Brojna istraživanja pokazuju da upravo izvedba sa sinkronim generatorom sa stalnim magnetima i AC-DC-AC pretvaračem preuzima dominaciju na tržištu. U disertaciji je dan pregled različitih tipova sustava za pretvorbu energije vjetra, principa matematičkog modeliranja sinkronog generatora sa stalnim magnetima te standardnih algoritama upravljanja vjetroturbinom i AC-DC-AC pretvaračem. Također je dan pregled literature iz naprednih algoritama upravljanja sinkronim generatorom sa stalnim magnetima poput upravljanja bez mjernog člana brzine rotora, modelskog prediktivnog upravljanja te upravljanja u području slabljenja magnetskog toka. Znanstveni doprinos disertacije čine tri razvijena algoritma upravljanja sinkronim generatorom sa stalnim magnetima iz navedenih područja istraživanja. Razvijena metoda letećeg starta i upravljanja bez mjernog člana brzine rotora temeljena je na mjerenju induciranog napona generatora u praznom hodu i fazno zatvorenoj petlji. Prije uključenja generatorskog pretvarača estimiraju se kut i brzina rotora čime je porast struje prilikom uključenja generatorskog pretvarača zanemariv. Ista struktura estimacije brzine i kuta rotora osigurava rad bez mjernog člana brzine rotora u čitavom radnom području generatora. Razvijeni algoritam izravnog modelskog prediktivnog upravljanja strujama uzima u obzir diskretnu prirodu generatorskog pretvarača te odabirom vrijednosti parametara za penalizaciju kriterijske funkcije omogućava ostvarivanje kompromisa između smanjenih sklopnih gubitaka generatorskog pretvarača i prihvatljivog harmoničkog izobličenja struje. Stabilnost i uzastopna dopustivost algoritma osigurana je fleksibilnom upravljačkom Ljapunovljevom funkcijom. Razvijena metoda upravljanja u području slabljenja magnetskog toka temelji se na koordiniranom radu PI regulatora napona i momenta. PI regulator napona osigurava rad na ograničenju napona, dok PI regulator momenta osigurava ispravno praćenje referentne vrijednosti momenta, tj. korekciju porasta momenta uslijed povećanja reluktantnog momenta. Razvijeni algoritmi su provjereni na simulacijskim modelima u programskim okruženjima MATLAB/Simulink i PLECS te eksperimentalno potvrđeni na laboratorijskom postavu koji se sastoji od sinkronog generatora sa stalnim magnetima, AC-DC-AC pretvarača i asinkronog motora koji emulira rad vjetroturbine.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA