فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

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.