Power and Velocity Control of Wind Turbines by Adaptive Fuzzy Controller during Full Load Operation

پژوهش ‌هاي انجام شده در زمينه تكنولوژي توربين‌هاي بادي، در درجه اول به بررسي كاهش هزينه انرژي مي‌پردازند.به طور كلي اين هدف با افزايش توان توليدي همراه با ثابت نگه داشتن بار سازه‌اي وارد شده بر روي توربين بادي در يك محدوده‌ي معتدل قابل دست‌يابي مي‌باشد. به هر حال اغتشاشاتي نظير باد عملكرد توربين بادي را تحت تاثير قرار مي‌دهند كه به همين سبب استفاده از انواع مختلف كنترل‌كننده بسيار مهم مي‌باشد. در اين مقاله به بررسي دو كنترل‌كننده فازي تطبيقي روي توربين بادي در ناحيه عملكردي بار كامل پرداخته شده است.اين دو كنترل‌كننده به‌ترتيب توان توليدي و سرعت زاويه‌اي ژنراتور را به عنوان سيگنال هاي بازخورد استفاده مي‌كنند. با به كار بردن اين دو سيگنال بازخورد براي كنترل گشتاور بار و زاويه گام پره‌هاي توربين بادي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. قوانين تطبيقي كه از كنترل‌كننده فازي استخراج مي‌شوند، بر اساس تفاوت متغيرهاي حالت توان و سرعت زاويه ژنراتور و مقادر نامي آن‌‌ها، تعريف مي‌شوند.نتايج كنترل‌كننده پيشنهادي با مقايسه با نتايج كنترل‌كننده مرجع، نشان‌دهنده‌ي بازدهي بالاي كنترل‌كننده فازي – تطبيقي نسبت كنترل‌كننده مرجع مي‌باشد.لازم به ذكر است كه كنترل‌كننده پيشنهادي به سرعت بار كه به صورت اغتشاش در نظر گرفته شده است، غير حساس مي‌باشد.

Research on wind turbine technologies have focused primarily on power cost reduction. Generally, this aim has been achieved by increasing power output while maintaining the structural load at a reasonable level. However, disturbances, such as wind speed, affect the performance of wind turbines, and as a result, the use of various types of controller becomes crucial. This paper deals with two adaptive fuzzy controllers at full load operation. The first controller uses the generated power, and the second one uses the angular velocity as feedback signals. These feedback signals act to control the load torque on the generator and blade pitch angle. Adaptive rules, derived from the fuzzy controller, are defined based on the differences between state variables of the power and angular velocity of the generator and their nominal values. The results, which are compared with verified results of reference controller, show that the proposed adaptive fuzzy controller in full load operation has a higher efficiency than that of reference ones, insensitive to fast wind speed variation that is considered as disturbance.