Abstract
The steady growth of installed wind power which reached 200 GW capacity in 2010, together with the up-scaling of the single wind turbine power capability - 7 MW's has been announced by manufacturers - has pushed the research and development of power converters towards full scale power conversion, lowered cost pr kW, and increased power density and the need for higher reliability. Substantial efforts are made to comply with the more stringent grid codes, especially grid faults ride-through and reactive power injection, which challenges power converter topologies, because the need for crowbar protection and/or power converter over-rating has been seen in the case of a doubly-fed induction generator. In this paper, power converter technologies are reviewed with focus on single/multi-cell power converter topologies. Further, case studies on the Low Voltage Ride Through demand to power converter technology are presented including a discussion on reliability. It is concluded that as the power level increases in wind turbines, medium voltage power converters will be a dominant power converter configuration
چکیده
افزایش مداوم استفاده از توان بادی نصب شده، که در سال 2010 به مقدار ظرفیت 200 گیگاوات رسیده، به همراه افزایش توانایی توربین های بادی مستقل با ظرفیت 7 مگاوات، مطابق آنچه که توسط سازندگان اعلام شده، تحقیق و توسعه در زمینه مبدل های قدرت را به سمت مبدل های قدرت تمام سطح، هزینه سرمایه گذاری های کمتر در هر کیلووات، افزایش تراکم توان و نیاز به قابلیت اطمینان بالا سوق داده است. تلاش های بسیاری به منظور مطابقت هر چه دقیق تر توربین های بادی با مشخصات فنی شبکه به ویژه در خصوص قابلیت گذر از خطا و تزریق توان راکتیو که به دلیل نیاز به حفاظت مدار و یا اضافه بار مبدل های قدرت همانند ژنراتور القایی دوسو تغذیه شده را به چالش می کشند صورت گرفته است. در این مقاله، تکنولوژی های مختلف مبدل های قدرت با تاکید بر توپولوژی مبدل های تک/چند سلولی مرور شده است. علاوه بر این، مطالعات موردی درباره توانایی گذر از خطای مبدل قدرت همراه با مباحث مربوط به قابلیت اطمینان ارائه شده است. نتایج مطالعات نشان می دهند چنانچه سطوح توان در توربین های بادی افزایش یابد، مبدل های قدرت با ولتاژ متوسط، برترین پیکربندی برای مبدل های قدرت خواهند بود.
1-مقدمه
تکنولوژی توربین بادی یکی از آینده دارترین تکنولوژی های موجود در منابع تجدید پذیر انرژی می باشد. این تکنولوژی با تولید چند ده کیلو وات توان در واحد پریونیت در سال 1980 آغاز به کار کرده است. امروزه ظرفیتی در حدود چندین مگاوات از این تکنولوژی در حال نصب است[1,10,13]. امروزه ظرفیت عظیمی از سیستم های بادی در شبکه های توزیع و ایستگاه های بادی وجود دارند که به شبکه های انتقال متصل شده اند...