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.
[1]Sakineh Safayi Mehr, and M. R. Banafsheh, Capabilities of northwestern Iran for the use of small and home wind turbines in the production of clean energy, Journal of Renewable and New Energy, Vol. 11, No. 1, pp. 24-35, 2024 . (in Persian)
[2]H. Seifi, M. S. Davary, and S. Kouravand, A review of Darriues Hrotor vertical axis wind turbine with porous blades, Journal of Renewable and New Energy, Vol. 11, No. 1, pp. 139-147, 2024. (in Persian)
[3]D. W. Zhenzhou Zhao, Tongguang Wang, Wenzhong Shen, Huiwen Liu, Ming Chen, A review: Approaches for aerodynamic performance improvement of lift-type vertical axis wind turbine, Sustainable Energy Technologies and Assessments, Vol. 49, 2022.
[4]M. Borvayeh, A. Azizpanah, and N. Rostami, Wind energy potential measurement in the Karun city, for installing wind turbines, Journal of Renewable and New Energy, Vol. 11, No. 1, pp. 118-124, 2024. (in Persian)
[5]F. Padula, and A. Visioli, Tuning rules for optimal PID and fractional-order PID controllers, Journal of process control, Vol. 21, No. 1, pp. 69-81, 2011.
[6]C. A. Monje, Y. Chen, B. M. Vinagre, D. Xue, and V. Feliu-Batlle, Fractional-order systems and controls: fundamentals and applications, Springer Science & Business Media, 2010.
[7]K. J. Åström, and T. Hägglund, PID controllers: theory, design, and tuning, Instrument society of America Research Triangle Park, 1995.
[8]G. Tapia, A. Tapia, and J. X. Ostolaza, Two alternative modeling approaches for the evaluation of wind farm active and reactive power performances, IEEE transactions on energy conversion, Vol. 21, No. 4, pp. 909-920, 2006.
[9]M. Hand, and M. Balas, Systematic approach for PID controller design for pitch-regulated, variable-speed wind turbines, ASME Wind Energy Symposium, pp. 31-38, 1998.
[10]B. Beltran, T. Ahmed-Ali, and M. E. H. Benbouzid, Sliding mode power control of variable-speed wind energy conversion systems, IEEE Transactions on energy conversion, Vol. 23, No. 2, pp. 551-558, 2008.
[11]V. I. Utkin, Sliding mode control design principles and applications to electric drives, IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 40, No. 1, pp. 23-36, 1993.
[12]C. Lascu, I. Boldea, and F. Blaabjerg, Direct torque control of sensorless induction motor drives: a sliding-mode approach, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 40, No. 2, pp. 582-590, 2004.
[13]J. P. Vieira, M. V. Nunes, U. H. Bezerra, and W. Barra Jr, Novas estratégias de controle fuzzy aplicadas ao conversor do DFIG para melhoria da estabilidade transitória em sistemas eólicos, IEEE Latin America Trans., Vol. 5, No. 3, pp. 143-150, 2007.
[14]Xin-yan Zhang, Jing Cheng and Wei-qing Wang, The Intelligent Control Method Study of Variable Speed Wind Turbine Generator, IEEE International Conference on Sustainable Energy Technologies, Singapore, pp. 173-177, 2008.
[15]L. Jerbi, L. Krichen, and A. Ouali, A fuzzy logic supervisor for active and reactive power control of a variable speed wind energy conversion system associated to a flywheel storage system, Electric power systems research, Vol. 79, No. 6, pp. 919-925, 2009.
[16]A. S. Yilmaz, and Z. Özer, Pitch angle control in wind turbines above the rated wind speed by multi-layer perceptron and radial basis function neural networks, Expert Systems with Applications, Vol. 36, No. 6, pp. 9767-9775, 2009.
[17]G. Peng, Nonlinear feed forward pitch controller for wind turbine based on rotor's aerodynamic characteristic, 2010 International Conference on Machine Learning and Cybernetics, Qingdao, China, pp. 879-883, 2010.
[18]A. F. Bati and S. K. Leabi, NN Self-Tuning Pitch Angle Controller of Wind Power Generation Unit, 2006 IEEE PES Power Systems Conference and Exposition, Atlanta, GA, USA, pp. 2019-2029, 2006.
[19]N. Schinas, N. Vovos, and G. Giannakopoulos, An autonomous system supplied only by a pitch-controlled variable-speed wind turbine, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 22, No. 2,
داودی,مهدی و داودی,محسن . (1404). طراحی کنترل کننده هوشمند به منظور ارتقای ایمنی و بهبود عملکرد توربین بادی. نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو, 12(2), 172-181. doi: 10.22034/jrenew.2025.228441
MLA
داودی,مهدی , و داودی,محسن . "طراحی کنترل کننده هوشمند به منظور ارتقای ایمنی و بهبود عملکرد توربین بادی", نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو, 12, 2, 1404, 172-181. doi: 10.22034/jrenew.2025.228441
HARVARD
داودی مهدی, داودی محسن. (1404). 'طراحی کنترل کننده هوشمند به منظور ارتقای ایمنی و بهبود عملکرد توربین بادی', نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو, 12(2), pp. 172-181. doi: 10.22034/jrenew.2025.228441
CHICAGO
مهدی داودی و محسن داودی, "طراحی کنترل کننده هوشمند به منظور ارتقای ایمنی و بهبود عملکرد توربین بادی," نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو, 12 2 (1404): 172-181, doi: 10.22034/jrenew.2025.228441
VANCOUVER
داودی مهدی, داودی محسن. طراحی کنترل کننده هوشمند به منظور ارتقای ایمنی و بهبود عملکرد توربین بادی. نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو, 1404; 12(2): 172-181. doi: 10.22034/jrenew.2025.228441
