طراحی کنترل کننده هوشمند به منظور ارتقای ایمنی و بهبود عملکرد توربین بادی

نویسندگان

1 مهندسی برق، مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین زهرا، قزوین

2 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

doi
10.22034/jrenew.2025.228441
چکیده

تاکنون تحقیقات گسترده ای در زمینه توربین‌های بادی و بررسی روش‌های مختلف کنترلی آن در جهت ارتقای ایمنی و همچنین بهبود عملکرد آنها صورت پذیرفته است. به دلیل تأخیر در سیستم‌های کنترلی، توربین‌های بادی نمی توانند به صورت دقیق، به هنگام تغییر در سرعت و جهت باد، در راستای باد قرار گیرند که این موضوع باعث افت عملکرد و در برخی موارد کاهش ایمنی آنها می‌‌شود. در این مقاله، از کنترل کننده PID مرتبه صحیح و مرتبه کسری، برای کنترل زوایای پیچ و یاو به منظور بهبود ایمنی و توان خروجی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که کنترل کننده PID مرتبه کسری از قابلیت بیشتری نسبت به کنترل کننده PID مرتبه صحیح برخوردار است و امکان بهبود سریع و دقیق تر پاسخ را فراهم می کند. بهینه سازی و تنظیم پارامترهای کنترل کننده‌ها با الگوریتم بهینه سازی هوشمند حرکت گروهی پرندگان و کلونی زنبور عسل، انجام شده است. برای محاسبه ی ضرایب بهینه کنترل کننده‌ها، یک تابع هزینه تعریف شده است و ضرایب مرتبه‌های کنترل کننده مرتبه کسری نیز توسط این روش بهینه سازی انتخاب شده اند که با روش‌های مذکور، نتایج مطلوب تری بدست آمده است. معیار انتخاب ضرائب، حداقل سازی تابع هزینه برای خطای ردیابی موقعیت زوایای پیچ و یاو است. با بکارگیری کنترل کننده PID مرتبه کسری با الگوریتم حرکت گروهی پرندگان یا ازدحام ذرات تابع هزینه برای زاویه پیچ 47 درصد و برای زاویه یاو 78 درصد کاهش یافته است.