محمد سلیمانی
محمد سلیمانی
دانشکدة فنی و مهندسی
گروه آموزشی مهندسی برق
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق گرایش کنترل
عنوان:
رهگیری حداکثر توان در توربین های بادی سرعت متغیر با استفاده از کنترل کننده ی مرتبه-کسری
استاد راهنما:
دکتر سهیل گنجه فر
اساتید داور:
دکتر محمد حسن مرادی
دکتر علیرضا حاتمی
نگارش:
محمد سلیمانی
29 اردیبهشت 1397 ساعت 11
سالن خانمحمدی
BU-Ali Sina University
Faculty of engineering
Department: electrical engineering
Thesis submitted for Master of Science
Title
capture the maximum power from variable speed wind turbines using Fractional Order controller
Supervisor:
Soheil Ganjefar(Ph.D)
By:
Mohammad Soleymani
May,19,2018
چكيده:
منابع انرژی تجدیدپذیر، نظیر انرژی باد، خورشید و زمینگرمایی جایگزین پاکیزهای برای سوختهای فسیلی میباشند. بحران نفت در سال 1970 از یک سو و مزایایی چون رایگان بودن، پاکیزه و پایانناپذیر بودن انرژی بادی از سوی دیگر سبب شد این تکنولوژی پیشرفت قابل ملاحظهای را تجربه کند. توربینهای بادی که در سرعتهای ثابت و متغیر کار میکنند؛ وسایلی هستند که انرژی باد را به الکتریسیته تبدیل میکنند. توربین بادی سرعت متغیر میتواند روی گسترهی وسیعی از سرعتها به حداکثر راندمان تبدیل انرژی برسد؛ در حالی که یک توربین بادی سرعت ثابت نمیتواند در گسترهی سرعتهای باد در ماکزیمم کارایی خود عمل کند. بنابراین توربین بادی سرعت متغیر در مقایسه با نوع سرعت ثابت آن کارایی مطلوبتری دارد و بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد. استراتژی کنترل در توربین بادی سرعت متغیر وابسته به سرعت باد منحصر به فردی است، که سرعت مجاز باد خوانده میشود و در آن توان ژنراتور توربین بادی به سرعت مجازش میرسد. در سرعتهای بالای سرعت مجاز باد، معمولا کنترل چرخش مورد استفاده قرار میگیرد. سیستم کنترلی چرخش میتواند توان ژنراتور را با تغییر زاویهی پرهها حول محور طولیشان، ثابت نگاه دارد. با این حال، در سرعت های کمتر از سرعت مجاز، کنترل گشتاور ژنراتور معمولا برای حداکثرسازی توان رهگیری از باد مورد استفاده قرار میگیرد. مطالعات انجام شده نشان دادهاست که در بسیاری از مناطق زمین در طول سال اغلب سرعت باد پایین است؛ بنابراین جهت حداکثرسازی توان قابل حصول، کنترل گشتاور ژنراتور نقش بسیار مهمی در توربین بادی سرعت متغیر بازی میکند. در این پایاننامه یک روش ترکیبی برای کنترل گشتاور ژنراتور در توربینهای بادی سرعت متغیر ارائه میشود. در این روش پیشنهادی، گشتاور ژنراتور توربین بادی، با استفاده از یک کنترلکنندهی مرتبه-کسری تناسبی-انتگرالی، تنظیم میگردد. جهت تنظیم پارامترهای کنترلکننده، از یک شبکهی عصبی مصنوعی مبتنی بر توابع بنیادی شعاعی استفاده میشود. مجموعه دادههای بهینه به منظور آموزش این شبکه عصبی توسط الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات فراهم میشود. مدل توربین بادی 5MW مبتنی بر کد نرم افزاری FAST، که در آزمایشگاه ملی انرژیهای تجدیدپذیر ایالات متحده(NREL) توسعه یافتهاست، به منظور شبیهسازی و راستیآزمایی نتایج، به کار گرفته میشود. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که روش پیشنهادی کارایی خوبی از خود نشان خواهد داد.
واژههای کلیدی: توربین بادی، سرعت متغیر، حداکثر توان، کنترل گشتاور، کنترلکننده ی مرتبهکسری، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، شبکهی عصبی مصنوعی مبتنی بر توابع بنیادی شعایی، کد نرم افزاری FAST
Abstract:
Renewable energy resources, such as wind, solar and geothermal power, are clean alternatives to fossil fuels. They produce little or no pollution and they will never run out. Among the renewable energy resources, using wind energy is growing rapidly due to economic saving and safe utilization. Wind turbines, which work at fixed or variable speeds, are devices that convert the wind energy to electricity. A variable speed wind turbine can achieve maximum energy conversion efficiency over a wide range of wind speeds while a fixed speed wind turbine can not operate at peak efficiency across a range of wind speeds. Therefore, variable speed wind turbine, by comparison, presents a more desirable performance and is used more than fixed speed wind turbine. The control strategy in variable speed wind turbine depends on a particular wind speed, which is called rated wind speed, at which the generator or power of wind turbine reaches its rated value. In wind speeds above the rated wind speed, the pitch control is usually used. The pitch control system can keep the generator power about its rated value through changing the angle of blades about their longitudinal axis. However, in wind speeds lower than the rated wind speed, the generator torque control is usually used to maximize the captured power from the wind. Feasibility studies for the construction of wind power plants show that in many areas of the earth, the wind speed is mostly low during the year. Therefore, in order to maximize the achievable power, the generator torque control plays a more important role in variable speed wind turbine. This Thesis presents a hybrid method for generator torque control in wind turbines. The generator torque control is usually used in lower wind speeds in order to capture the maximum power. In the proposed method, the wind turbine generator torque is regulated using fractional order controller. In order to tune the fractional order controller parameters, a radial basis function neural network is used. The optimal data set to train this neural network is provided by the particle swarm optimization algorithm. A 5MW wind turbine model based on FAST(Fatigue, Aero-dynamics, Structures and Turbulence) software code developed at the US National Renewable Energy Laboratory(NREL) is used to simulate and verify the results. The simulation results show that the proposed method has a good performance.
Key Words: Wind turbine, Variable speed, Maximum power, Torque control, Fractional order controller, Particle swarm optimization algorithm, Radial basis function neural network, FAST software code
اکنون کسب رتبه ی شاگرد اولی. کسب رتبه ی 23 در آزمون دکتری سال 1397 در رشته ی امتحانی مهندسی برق-کنترل .
/ گرایش الکترونیک /دانشگاه صنعتی همدان / معدل 15.46 / 1389 تا 1393
پایان نامه کارشناسی ارشد با موضوع رهگیری حداکثر توان در توربین های بادی سرعت متغیر با کنترل کننده ی مرتبه-کسری - 1397
مقاله ژورنالی
H. Zivarian, M. Soleimani, M. H. DoostMohammadi, 2017. Field Programmable Gate Array
–based Implementation of an Improved Algorithm for Objects Distance Measurement, IJE TRANSACTIONS A: Basics Vol. 30, No. 1. - 1396
پروژه ی کارشناسی با موضوع تشخیص فاصله اجسام توسط پردازش تصویر و پیاد هسازی آن روی FPGA
- 1393
برنامه نویسی به زبان VERILOG خوب / خوب
برنامه نویسی MATLAB در زمینه ی علوم و مهندسی / خوب FPGA / خوب Proteus / خوب LaTeX / خوب
شبکه های عصبی با MATLAB / خوب
طراحی و پیاده سازی سیستم های کنترلی)خطی و غیر خطی( با MATLAB / خوب
طراحی و پیاده سازی انواع سیستم های کنترلی مرتبه کسری با MATLAB / خوب
نگارش متون آکادمیک با زبان LaTeX / خوب
تنظیم ضرایب کنترل کننده های PID و FOPID با الگوریتم های بهینه سازی هوشمند / خوب
ابزار و نرم افزار
برنامه نویسی MATLAB در زمینه ی علوم و مهندسی / خوب
خوب / VERILOG برنامه نویسی به زبان خوب / FPGA خوب / Proteus خوب / LaTeX
زبان
انگلیسی / متوسط
نقاط قوت رفتاری
انعطاف پذیریتدبیر / فهم سیاسیتعهد و انگیزه خدمتتوسعه فردی )خود توسعه ای(خلاقیت و نوآوریکار تیمی )روحیه مشارکتی(مسئولیت پذیری و پاسخگویی
کسب رتبه ی 23 در آزمون دکتری سال 1397 در رشته ی امتحانی مهندسی برق-کنترل - .1397
کسب رتبه ی شاگرد اولی در مقطع کارشناسی ارشد - .1396
الگوریتم های بهینه سازی هوشمند
سیستم های کنترلی مرتبه-کسری
کنترل بهینه
شبکه های عصبی مصنوعی
برنامه نویسی با زبان verilog
انرژی های تجدید پذیر
به اطلاع متقاضیان دکترای سال تحصیلی 1404-1403 رشته های مهندسی (مکانیک - کامپیوتر - برق - مواد - عمران - صنایع) دانشگاه بوعلی سینا می رساند، فهرست اساتید پذیرنده دانشکده مهندسی...
به اطلاع می رساند یک شرکت دانش بنیان در اصفهان نیازمند خدمات تحقیقاتی دانش آموختگان رشته های مواد و شیمی بوده و استخدام می کند. علاقمندان جهت کسب اطلاعات بیشتر و هماهنگی با شماره 03133879868 در...
به گزارش بسنا، مراسم افتتاحیه این پروژه با حضور محمدعلی زلفیگل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری و دکتر علیرضا قاسمیفرزاد استاندار همدان، معاونان وزارتخانههای علوم و مسئولان استانی و ریاست...
دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلیسینا فهرست اسامی دانشجویان برگزیده آموزشی پژوهشی پانزدهمین همایش سالانه دفتر هدایت استعدادهای درخشان سال ۱۴۰۲ را منتشر کرد. اسامی دانشجویان...
بهراد توتونچی دبیر انجمن علمی دانشجویی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا، در جلسه ای با حضور نمایندگان دانشگاه های سراسر کشور، با کسب اکثریت آرا انتخابات، به عنوان دبیر...
در هشتمین نشست از دوره یازدهم هیأت ممیزه دانشگاه بوعلیسینا، آقای دکتر علیرضا حاتمی دارای مدرک دکتری در رشته مهندسی برق با ر أ ی اعضاء از مرتبه...
بدینوسیله انتخاب آقای دکتر آرش فتاح الحسینی را به عنوان پژوهشگر برگزیده دانشگاه در گروه فنی و مهندسی به ایشان و خانواده علمی دانشکده مهندسی تبریک عرض نموده و از خداوند متعال...
بدینوسیله انتخاب دو تن از دانشجویان دانشکده مهندسی مهندس راضیه چهارمحالی در مقطع دکتری رشته مهندسی مواد شاخه خوردگی و مهندسی سطح و مهندس امین نظری در مقطع...
بدینوسیله انتخاب سه عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقایان دکتر جواد بهنامیان ، دکتر حسن علم خواه و دکتر محسن گودرزی در...
براساس اطلاعات پایگاه شاخصهای اساسی علم (ESI)، حضوردکتر محمد حسن مرادی از گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی در زمره پژوهشگران پراستناد یک درصد برتر دنیا استمرار پیدا کرد. ...
بدینوسیله انتخاب اعضا محترم هیات علمی سرکار خانم دکتر سموئی (گروه مهندسی صنایع)، جناب آقایان دکتر بابائی (گروه مهندسی عمران)، دکتر حاتمی (گروه مهندسی برق)، دکتر ختن لو (گروه مهندسی...
بدینوسیله انتخاب چهار عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقای دکتر جواد بهنامیان از گروه مهندسی صنایع به عنوان پژوهشگر اول برگزیده، جناب آقای دکتر حسن علم خواه از گروه...
به گزارش بسنا و به نقل از سازمان سنجش، آزمون مرحله نهایی بیست و هشتمین دوره المپیاد علمی دانشجویی کشور با حضور نفرات برگزیده آزمون کارشناسی ارشد (متمرکز) و آزمون غیرمتمرکز المپیاد در دانشگاههای...
به اطلاع دانشجویان محترم می رساند سایت کامپیوتر کارشناسی دانشکده مهندسی به دلیل انجام ثبت نام دانشجویان کارشناسی ورودی 1402 از شنبه 1402/7/22 به مدت یک هفته تعطیل می باشد.
به گزارش بسنا و به نقل از معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری، در هشتمین دوره تجلیل از سرآمدان علمی کشور در سال ۱۴۰۲ که با حضور معاون علمی و فناوری و اقتصاد دانشبنیان رئیسجمهور و وزیر علوم...
به اطلاع دانشجویان ورودی جدید تحصیلات تکمیلی (ارشد و دکترا) می رساند، یکشنبه 23 مهر ساعت 11 الی 13 در محل آمفی تئاتر دانشکده مهندسی جلسه معارفه با هیات رییسه دانشکده برگزار می شود. ...
بر اساس اطلاعات جدید نمایه استنادی معتبر scopus ۲۰۲۳، با بررسی مقالات مربوط به ۲۰۲۲، 4 عضو هیات علمی و 1 دانش آموخته دانشکده مهندسی و با بررسی کل مقالات مربوط به سال های مختلف، 1 نفر از اعضای هیات...
نظر به مراتب تعهد، تخصص و تجارب ارزشمند جناب آقای دکتر حسن علم خواه و بنا به پیشنهاد رئیس دانشکده مهندسی، به موجب ابلاغی ایشان با حفظ سمت آموزشی به مدت 2 سال به عنوان...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر امیرسامان خیرخواه به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی صنایع منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر صالح رازینی به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی برق منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب ارزنده...