الفهرس 
BackgroundOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 118 |  |  |
| | | from | 118 | | |
Abstract
إن إيجاد بدائل قابلة للتطبيق للوقود الأحفوري يشكل أولوية قصوى بالنسبة لمعظم الناس، مع تزايد الحاجة إلى حلول الطاقة الخضراء في إنتاج الطاقة. وقد برزت طاقة الرياح كمكون رئيسي لحل الطاقة المعاصر في هذا المسعى. تهدف سياسات المناخ في الدنمارك إلى تحقيق الحياد المناخي بحلول عام 2050 وخفض انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري بنسبة 70٪ بحلول عام 2030. لا شك أن تحقيق الأهداف سيعتمد بشكل كبير على طاقة الرياح في الدنمارك، وهي دولة مسطحة عاصفة ذات ساحل طويل. وفقًا لأهداف الاتحاد الأوروبي 2030، فإن 27٪ من إجمالي استهلاك الطاقة سيأتي من مصادر متجددة. لذلك، فإن البحث والتطوير في تحويل طاقة الرياح أمر قيم. تتعرض الأنظمة الميكانيكية غير الخطية المعقدة المعرضة لرياح غير منتظمة. وهذا يجعل تصميم وحدات التحكم في التوربينات مهمة صعبة. ولهذا السبب، من الصعب تنظيم أنظمة تحويل طاقة الرياح (WECS) نظرًا لعدم وجود طرق منهجية لتحديد الظروف الثابتة والمرنة اللازمة لضمان الأداء. ويمكن لتوربينات الرياح الحديثة ذات أدوات التحكم المتقدمة أن تقلل من الإجهاد الهيكلي وتحسن كفاءة جمع الطاقة. ومع ذلك، لا يمكن تجنب استراتيجيات التحكم الجديدة التي يمكنها إدارة المشكلات متعددة الأهداف لتحقيق الأهداف المتضاربة للتحكم الحالي في توربينات الرياح - الموثوقية والكفاءة. تعد أساليب النمذجة الدقيقة عنصرًا مشتركًا في أنظمة التحكم في توربينات الرياح التقليدية، لأنها تضمن تفاعلات موثوقة ومثمرة بين مزارع الرياح وشبكات الطاقة الرئيسية في كل من الأوضاع المتصلة بالشبكة والمستقلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن طاقة الخرج الطبيعية تظهر سلوكًا متغيرًا بشكل ملحوظ بسبب سرعة الرياح غير المستقرة وغير المتساوية. علاوة على ذلك، من الضروري التنبؤ بدقة وتخطيط ومراقبة طاقة إنتاج مزرعة الرياح لمنع العواقب الضارة للتقلبات المفرطة في طاقة إنتاج توربينات الرياح خارج شبكة الطاقة. علاوة على ذلك، وبسبب التأخير الزمني في قنوات الاتصال، قد يؤدي نقل إشارة التحكم إلى خلق فراغ بينها وبين أنظمة تحويل طاقة الرياح (WECS)، مما قد يسبب عدم استقرار في تشغيل WECS. على وجه الخصوص، تعمل أجهزة تحويل طاقة الرياح أحيانًا أثناء عملها بما يتجاوز سرعة الرياح المسموح بها، مما يؤدي إلى خفض الطاقة الميكانيكية إلى المستوى المسموح به على حساب الشفرة وزيادة أحمال العمود. في هذا السياق، تقترح هذه الرساله نظام تحكم ذكي يعتمد على نموذج التحكم التنبئي (MPC) لتوربينات الرياح المولدة المتزامنة. أظهرت النتائج أنه بالمقارنة مع وحدة التحكم PI، كان أداء وحدة التحكم الموصى بها أفضل مقابل التغيرات في سرعة الرياح. مع انخفاض ترددات التبديل، ينشأ عدد من المشاكل التقنية مع طرق التحكم التقليدية، التي تعتمد على تعديل عرض النطاق المنخفض ومنظمات PI الخطية. تستخدام تقنية التحكم التنبئي النموذجي (MPC) ذات الأداء الجيد لمعالجة هذه المشكلات وتنظيم محولات الطاقة المستخدمة في MW-PMSG-WECS
وتتلخص نتائج الجهود البحثية الموصوفة في هذه الرساله أدت إلى عدد من التطورات الهامة في تصميم طرق التحكم وطوبولوجيا المحولات لأنظمة طاقة الرياح بالميجاوات. وتدعم نتائج الدراسة المقدمة هنا أيضًا تقنية التحكم التنبؤي كأداة تحكم سهلة الاستخدام وفعالة وعالية الأداء لمحولات الطاقة ميجاوات التي تعمل بترددات تحويل منخفضة جدًا (<1 كيلو هرتز). يشتمل تصميم ووظيفة وحدة التحكم التنبؤية على عدد من أهداف التحكم، بما في ذلك تيارات الشبكة/المحث، وجهود مكثف وصلة التيار المستمر، وتغييرات المفاتيح، وجهد الوضع المشترك، والجهد الصافي لحافلة التيار المستمر، والطاقة النشطة للشبكة، والطاقة التفاعلية للشبكة. يمكن لتطبيقات إلكترونيات الطاقة وأنظمة الطاقة الإضافية الاستفادة من النمذجة والتحليل المقدم في هذا العمل.
و تـتـكـون الرسالة من سـبعـة أبـواب أساسية:
الـبـاب الأول : ( مـــقــدمــة )
فى هذا الفصل تم تناول واعطاء وصفا موجزا عن أهمية توربينات الرياح وأنواعها. ويصف الأنواع المختلفة لتكوينات توربينات الرياح وخصائصها. ويعرض أيضًا تحليلاً لأنظمة طاقة الرياح، يغطي عوامل مثل القدرة المركبة (التراكمية والسنوية)، والشعبية العالمية لطاقة الرياح، والمبدأ الكامن وراء تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية، وفئات مختلفة من طاقة الرياح تقنيات التوربينات. وأخيرا، فإنه يعطي لمحة عامة عن محتويات كل فصل.
الـبـاب الـثـانـي : ( مراجعة محولات الطاقة وتقنيات التحكم في توربينات الرياح )
يناقش هذا الفصل أحدث طرق التحكم في المحول متبوعة بوصف لمختلف فئات تقنيات التحكم التنبؤية في هذا الفصل. يتم عرض الخصائص والمشاكل الرئيسية لأساليب التحكم المختلفة المستخدمة للتحكم في تيار الإخراج.
الـبـاب الـثـالـث : ( نـظرة عـامــة على التـحـكم التنبئي النـموذجـي )
يشرح هذا الفصل إجراءات التصميم وعمليات MPC والأساس التشغيلي لنهج MPC لكل من الإعدادات المثالية والعملية. مراجعة وظيفة التكلفة والمرونة والفرص المتاحة لتلبية المتطلبات الفنية والرقابية المختلفة. تمت ايضا مناقشة التحديات والقضايا المتعلقة بتقنية MPC بشكل مستفيض، بما في ذلك العبء الحسابي، وتطوير خوارزميات التحكم، وتعويض التأخير، واستقراء المتغير المرجعي.
الـبـاب الرابـع: (نـمـذجـة مـحـول الـقـدرة للـتـحكم الـتنبؤي للنمـوذج L-VSC2)
فى هذا الفصل تم عرض البيانات التي تم الحصول عليها للتحكم التنبئي النموذجي المطبق على نموذج النوع -04 لتوربينات الرياح PMSG مع تكوين المحول 2L-VSC ومقارنتها مع وحدة تحكم PI للتقنية التقليدية.
الـبـاب الـخـامـس: ( تطبيق التحكم التبؤى على نموذج 2L- VSI المتصل ناحيه الشبكة والمولد فى توربينات الرياح)
تناول هذا الفصل البيانات التي تم الحصول عليها للتحكم التنبئي النموذجي المطبق على نموذج النوع -04 لتوربينات الرياح PMSG مع تكوين المحول2 L- VSI .
الـبـاب الـسـادس : ( تطبيق التحكم التنبؤى في توربينات الرياح PMSG المتصلة بنموذج 3L- NPC Inverter)
فى هذا الفصل تم تناول البيانات التي تم الحصول عليها للتحكم التنبئي النموذجي المطبق لنموذج النوع -04 من توربينات الرياح PMSG مع تكوين محول آخر من ثلاثة مستويات نقطة محايدة مثبتة (3L- NPC).
الـبـاب السابـع : (الاستنتاجات والتوصيات )
ويـتـضمن هـذا الـفـصـل كـافـة النـتـائـج الـتـي تـم الحـصـول عـلـيـها مـن كـل الـتـجـارب الـتـي أجُـريـت فـي هـذه الـرسالة. كـما يـحـتـوي عـلى بـعـض الـمـقـتـرحات الـمـسـتــقـبـلـيـة الـخـاصة بـمـوضـوع الـرسـالة مـحـل الـدراسـة.
وأخـيـراً، تـضـمـنـت الـرسـالـة عـدداً مـن الـقـوائـم مـثـل قـوائـم للـجـداول والـرسـومات ورمـوز الإخـتـصـارات بالإضافـة لـقـائـمـة بـهـا أحـدث الـمراجـع الـعـلـمـيـة المُـسـتـخـدمـة فـى هـذه الـدراسـة وكـذلك قـائـمة تـشـمل عـلى الأبـحـاث عدد (3 ) ابحاث الـتـي تـم نـشـرها مـن هـذه الرسالة. وتتكون الرساله من عدد ( 117) صـفـحـة بالإضافة إلى الأغلفة وقائمة بالرموز والاختصارات والأشكال والجداول ومـلـخـص باللغـتـيـن العـربـيـة و الإنـجـلـيـزيـة.