کنترل بهینه توربین با انرژی تجدید پذیر با استفاده از روش ICACO و PID با تغییر زاویه گام پره | ||
| مدل سازی در مهندسی | ||
| دوره 23، شماره 83، زمستان 1404، صفحه 203-216 اصل مقاله (733 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله مکانیک | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2025.36349.2776 | ||
| نویسندگان | ||
| حمیدرضا خسروی؛ مهدی راغبی* ؛ مجتبی شیخی ازغندی* | ||
| گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران | ||
| چکیده | ||
| یکی از چالشهای مهم مهندسی توربین بادی، طراحی کنترلکننده با کمک تنظیم زاویه پرهها یا زاویه گام توربین بادی است. قابلیت اطمینان، ایمنی و به حداکثر رساندن توان خروجی یک توربین بادی همگی تحت تاثیر این کنترلکننده قرار دارند. در این پژوهش، طراحی و بهینهسازی یک کنترلکننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID) برای توربین بادی پنج مگاواتی تجدیدپذیر انجام شده است. با توجه به پیچیدگی و غیرخطی بودن مسأله و بالا بودن مقدار زمان مورد نیاز برای تحلیل آن، نیاز مبرمی به استفاده از یک روش بهینهسازی قدرتمند و در عین حال دارای همگرایی سریع احساس شد. برای این منظور از الگوریتم بهینهسازی فراابتکاری ترکیبی رقابت استعماری-مورچه (ICACO) جهت یافتن ضرایب بهینه کنترلکننده برای رسیدن به حداقل انحراف توان تولیدی توربین و رسیدن به حداکثر بازده آن استفاده شد. در این پژوهش متغیرهای طراحی ضرایب کنترل کننده و پارامترهای کنترلی زاویه گام توربین است. تمامی مراحل تحلیل مسأله شامل ایجاد و مدلسازی باد در حالت سه بعدی، تحلیل توربین در اثر اعمال باد ذکر شده، بهکارگیری کنترل کننده و الگوریتم بهینهسازی فراابتکاری ترکیبی و ارتباط بین آنها در محیط نرمافزار MATLAB و سیمولینک، کدنویسی و اعمال شده است. نتایج ارائه شده حاکی از قدرت روش بهینهسازی در یافتن ضرایب بهینه و بالا بردن بازده عملیاتی توربین است. روش پیشنهادی توانسته حدود 85 درصد میزان انحراف توان تولیدی از مقدار توان تولیدی اولیه را کاهش دهد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| توربین بادی؛ بهینهسازی فراابتکاری ترکیبی؛ کنترلکننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی؛ انرژی تجدیدپذیر؛ زاویه گام پره | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 532 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 386 |
||
| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شمارهها | 722 |
| تعداد مقالات | 10,383 |
| تعداد مشاهده مقاله | 72,839,115 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 64,535,741 |