دراسة وتصميم نظام تحكم ضبابي في العنفات الريحية للعمل عند سرعات الرياح العالية
الملخص
تعتبر أنظمة طاقة الرياح صناعة حديثة نسبيا و لكن نتيجة تطورها السريع أصبحت واحدة من أهم مصادر الطاقة المتجددة الواعدة. بالرغم من ذلك فهي مازالت تحتاج لإمكانيات إضافية من أجل توليد طاقة فعالة ذات جودة وموثوقية عالية باقل تكلفة ممكنة. بما أن الاستطاعة الكيربائية التي يمكن استخلاصها من العنفات الريحية تتأثر بسرعة الرياح بشكل حاد، لذلك تكمن الصعوبة في استخلاص الحد الأقصى الممكن من طاقة الرياح وتحويلها إلى طاقة كهربائية. من أجل ذلك تطورت التكنولوجيا المتعلقة بصناعة أنظمة طاقة الرياح مما أدى إلى تطوير جيل من توربينات ذات سرعات متغيرة و التي تقدم العديد من المزايا مقارنة مع توربينات سرعة ثابتة. تعتبر المولدات التحريضية الأكثر شيوعا في العنفات الريحية متغيرة السرعة. وزاد التركيز في السنوات الأخيرة على المولدات التحريضية ذات التغذية المضاعفة لما لها من ميزات بالمقارنة مع المولد التحريضي ذو القفص السنجابي. في هذا العمل تم اقتراح وحدة تحكم ضبابية للتحكم بزاوية ميل شفرات التوربين المعرضة للاضطرابات واشارات الضجيج الخارجية عوضاً عن المتحكمات التقليدية مما يتوقع منها تحسين استجابة النظام وتأمين سهولة في التطبيق والتعديل وانخفاض في الكلفة. حيث تعتمد وحدة التحكم المصممة على قيمة الخطأ في خرج الطاقة للتوربين وعلى سرعة الرياح المقاسة بشكل مباشر، لتعطي في خرجها زاوية الميل المرجعية لشفرات التوربين. الهدف الأساسي من وحدة التحكم المقترحة تحسين عمل العنفات الريحية من خلال السماح بالتشغيل المستمر على الأقل مع الأداء المنخفض عند حدوث بعض الأعطال وذلك عند سرعات الرياح العالية حيث في الحالة الطبيعية يتم إيقاف عمل العنفات الريحية . تظهر نتائج المحاكاة تحسنًا في أداء التحكم عند استخدام وحدة التحكم الضبابية المقترحة. من خلال الدراسة المرجعية توصلنا إلى النتيجة التي بينت بأن أغلب الدراسات السابقة في نظم طاقة الرياح تناولت التحكم باستطاعة عنفة ريحية وبزاوية ميلان الشفرات باستخدام متحكمات تقليدية من نوع PI أو PID مع عدم التركيز على الاستفادة من عمل العنفات الريحية عند سرعات الرياح العالية .
