شکل(۵) بلوک دیاگرام کنترلی استراتژی گشتاور بهینه
در شکل(۶) منحنی های گشتاور سرعت توربین بادی به عنوان مبنایی برای سیگنالهای مرجع کنترلر متصل به توربین بادی، ارائه شده است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل(۶) منحنی های گشتاور سرعت توربین بادی
بطور کلی این روش پر بازده، سریع، و ساده است. با اینحال بازده در مقایسه با کنترل TSR کمتر است به این دلیل که این روش سرعت باد را مستقیما اندازه گیری نمی کند و تغییرات سرعت باد بصورت آنی به سیگنال مرجع منعکس نمی شود.

کنترل فیدبک سیگنال توان

بلوک دیاگرام یک سیستم انرژی بادی همراه با فیدبک سیگنال توان^[۲۴] در شکل(۷) آمده است.
شکل(۷) بلوک دیاگرام روش کنترل فیدبک سیگنال توان
برخلاف کنترل گشتاور بهینه، در این روش منحنی های توان ماکزیمم مرجع توربین بادی در ابتدا میبایست از نتایج آزمایشات تجربی حاصل شود. سپس نقاط اطلاعات برای توان خروجی ماکزیمم و سرعت توربینی بادی هم عرض می بایستی در یک جدول جستجو ثبت شوند. بجای استفاده از منحنی توان ماکزیمم توربین بادی – سرعت شفت، برای به دست آوردن جدول جستجو، توان خروجی DC ماکزیمم و ولتاژ DC LINK به عنوان ورودی و خروجی جدول جستجو بکار گرفته شده اند. می توان گفت از نقطه نظر کارآیی و پیچیدگی ادوات تفاوت زیادی میان روشهایهای PSF و OT وجود ندارد [۱۶].

کنترل اغتشاش و مشاهده

روش کنترل اغتشاش و مشاهده یک تکنیک ریاضیاتی برای یافتن نقاط ماکزیمم یک تابع است. این روش بصورت گسترده در سیستم های انرژی بادی برای یافتن نقاط کار و عملکرد بهینه که انرژی استخراج شده را بیشینه می کند، بکار می رود. این روش بر اساس اغتشاش وارد کردن در یک پارامتر کنترلی در یک میزان کوچک و مشاهده کردن نتایج در تابع مطلوب است تا جایی که شیب صفر شود. همانگونه که در شکل(۸) آمده اگر نقطه عملکرد در سمت چپ قله باشد کنترلر می بایستی نقطه عملکرد را به سمت راست حرکت دهد تا به نقطه توان ماکزیمم نزدیک تر شود [۱۶].
شکل(۸) روش اغتشاش و مشاهده برای دستیابی به توان ماکزیمم
این روند در فلوچارت شکل(۹) نشان داده شده است.
شکل(۹) فلوچارت روش اغتشاش و مشاهده (P&O)
بعد از راه اندازی ولتاژ و جریان سمت I_dc , V_dc DC محاسبه شده و توان واقعی خروجی (p_t) محاسبه می گردد. P_t با میزان قبلی P_t-1 مقایسه می شود.
اگر از میزان قبلی بزرگتر می­بود علامت  بدون تغییر می ماند و  به  اضافه می شود و پروسه تکرار می شود.
در غیر این صورت علامت  عوض می شود و پروسه ادامه می یابد. در هر مورد اگر MAX یا Min ، D ، یعنی به ترتیب D_max ، D_min از حد بگذرند علامت  عوض می گردد. ولی گاهی اوقات در بعضی الگوریتم ها دیده شده است که به دلیل تغییر و کاهش در توان تغییری در علامت  بوجود آمده است. ولی چون پروسه p&0 به سرعت تکرار میشود و چون پاسخ دینامیکی سیستم به شکل نسبی کند می باشد ، این تغییر مانع از دستیابی به افزایش توان میشود و درنتیجه علامت  در سیکل بعدی دوباره متمم گیری می شود و این باعث گیج شدن سیستم می­گردد. از این رو در این بخش یک پرچم (flag) به سیستم اضافه شده است تا از تغییر علامت  تا افزایش واقعی توان جلوگیری به عمل آورد.
بعضی از محققین سرعت چرخشی را اغتشاش می دهند و توان مکانیکی را مشاهده می کنند. همچنین گروهی دیگر توان خروجی الکتریکی ژنراتور را پا یش کرده و ولتاژ ورودی اینورتر INVERTOR یا یکی از متغیرهای کانورتر، برای مثال (D) DUTY CYCLE ، جریان ورودی (I_in) یا ولتاژ ورودی از (V_in) را مغشوش می نمایند)
در روشهایی که اندازه گیری الکترونیک قدرت به کار رفته است سنسورهای مکانیکی مورد نیاز نیستند و به این ترتیب ارزانتر و مورد اطمینان ترند.
از آنجایی که روش P&O نیاز به دانش قبلی درباره منحنی مشخصه توربین بادی ندارد‏ مستقل – ساده‏ و انعطاف پذیرند با این حال این روش در رسیدن به نقاط توان ماکزیمم تحت تغییرات شدید سرعت باد اگر برای توربینی های بادی اینرسی متوسط یا اینرسی بالا به کار رود کارآیی نخواهد داشت . علاوه بر آن مسئله انتخاب پله تغییرات^[۲۵] امری ساده نیست به این دلیل که Step size بزرگ تر به معنای پاسخ سریع تر و راندمان کمتر است در حالی که از سوی دیگر step size های کوچک تر راندمان را بالا برده ولی سرعت همگرایی را کم می کند. در جدول (۱) سه روش توضیح داده شده فوق با همدیگر برای یک نمونه خاص توضیح داده شده است. متدهای MPPT مورد مطالعه قرار گرفته شامل OTC , P&O در دیوتی سایکل کانورتر بوستر‏ و PO در ولتاژ ورودی کانورتر بوستر مقاومت بار‏ یا همان= ۲۰ ohms R‏ برای تمام شبیه سازی ها است.
با توجه به آنالیز، نتایج کنترل گشتاور بهینه در رسیدن به حالت ماندگار و همچنین زمان بازیافت تحت تغییرات سرعت باد سریعترین است.
جدول(۱) مقایسه سه روش پیشنهادی برای دستیابی به توان ماکزیمم
باید اضافه کرد‏ متد OT قادر است به بیشترین میزان C_p دست پیدا کند و این میزان را بعد از تغییرات باد حفظ کند. در مورد متد P&O در ولتاژ ورودی تقریبا دو برابر زمان برای رسیدن به حالت ماندگار صرف شد با Cp میانگین ۴۶٠٧/٠.
کندترین و ناکارآمدترین مورد مربوط به روش اغتشاش و مشاهده می باشد.
از آنجا که متد اغتشاش بکار رفته نمونه های معمول هستند با STEP SIZE های ثابت ریپل های (ripl) Cp تحت میزان های مختلف سرعت باد تغییر کردند.
در شکل(۱۰) توان خروجی ژنراتور برای هر روش به تصویر در آمده در حالی که توان خروجی ژنراتور برای دو متد اول در یک زمان خاص پایدار شده است در ٠٢۵/٠ ثانیه، متد سوم ١٧۵/٠ ثانیه بیشتر طول کشیده است. با مبنا قرار دادن انرژی ورودی مکانیکی ماکزیمم ژنراتور و اندازه گیری انرژی خروجی الکتریکی ژنراتور بر اساس متدهای انتخاب شده راندمان ها همانگونه که در جدول ١ آمده اند محاسبه شده اند.
شکل(۱۰) مقایسه توان خروجی توربین بادی با پیاده سازی روش های ارائه شده

کنترل کننده منطق فازی

با اینکه تکنیک P&0 در حین سادگی ما را از وابستگی به مشخصه های از پیش تعیین شده رها می سازد، تحت شرایط خاص می توان در معرض خطاهایی باشد. تعیین اولیه پارامترها ، تعیین Step Size و زمان بندی در این روش حیاتی می باشند. شواهد نشان می دهد خطاهای زیادی تحت شرایط سرعت باد شدیداً متغیر به دلیل تعیین مشخصات ناصحیح اولیه به وقوع پیوسته است . برای مقابله با این گونه مشکلات به کار گیری منطق فازی روی روش P&O پیشنهاد شده است.
کنترلر فازی(FLC) همان فلسفه P&O را به کار می گیرد. یعنی اغتشاش Duty Cycle برای ردیابی MPP [18-17].
بلوک دیاگرام سیستم پیشنهادی در شکل (۱۱) آمده است.
شکل(۱۱) بلوک دیاگرام روش P&O بر پایه منطق فازی
در حین پروسه فازی سازی توابع عضویت (membership) بکار می رود تا متغیر های ورودی کنترلر را به اندازه های membership بین ۰ تا ۱ تبدل کنند.
برای استفاده این کنترلر توابع membership به فرم مثلثی انتخاب شده اند که این امر به منظور سادگی می باشد.
ورودی های مورداستفاده ، تغییرات توان خروجی می باشند و  ،میان لحظات n و ۱-n و اختلاف Duty Cycle خروجی کانورتر  ،‌میان لحظات ، ۱-n و ۲-n.
کنترل کننده فازی تحت قواعد که به عنوان IF-THEN شناخته می شوند، عمل می کند. که ورودی های فازی شده توسط عملگرهای AND مرتبط می باشند.
سیستم تفاوت توان خروجی  را اندازه می گیرید و D را به گونه ای تنظیم می کند که MPP را دنبال کند. شکل (۱۲) نشان دهنده توابع Membership برای ورودی های  ،  و خروجی D⁰ که دررنج [-۱.۱] دسته بندی شده اند می باشد.

در جدول (۲) قوانین فازی مرتبط با این کنترل کننده ارائه شده است.