استراتيجيات تحكم متقدمة لتنظيم زاوية الشفرة في أنظمة الطاقة الدورانية
DOI:
https://doi.org/10.32213/fd676m60الكلمات المفتاحية:
توربينات الرياح، التحكم في زاوية الميل، وحدة تحكم PID، وحدة تحكم منطقية ضبابية، ضبط زيغلر-نيكولز، الطاقة المتجددة، تنظيم زاوية الشفراتالملخص
أدى التحول العالمي السريع نحو الطاقة المستدامة إلى ترسيخ مكانة توربينات الرياح كعنصر أساسي في منظومة الطاقة المتجددة. وتُشكل طبيعة سرعات الرياح غير المتوقعة والصعوبات الديناميكية الهوائية غير الخطية المرتبطة بتشغيل التوربينات تحديات كبيرة لأنظمة التحكم التقليدية، لا سيما في تحقيق استخلاص الطاقة الأمثل وضمان متانة الهيكل. يبحث هذا البحث في إنشاء نظام تحكم تكيفي ومرن في زاوية ميل الشفرات، بهدف تحسين كفاءة توربينات الرياح في ظل ظروف مناخية متغيرة. ويُقدم نموذج رياضي مفصل لديناميكيات توربينات الرياح، يشمل العناصر الديناميكية الهوائية والميكانيكية وعناصر مشغل زاوية ميل الشفرات. كما تُجرى مقارنة أداء بين وحدة تحكم تقليدية من نوع التناسب والتكامل والتفاضل (PID) مُعدلة باستخدام تقنية زيغلر-نيكولز، ووحدة تحكم ذكية من نوع المنطق الضبابي (FLC). تشير نتائج المحاكاة إلى أنه على الرغم من قدرة وحدة التحكم PID على إزالة خطأ الحالة المستقرة، إلا أنها تعاني من محدودية التكيف مع ظروف التشغيل الديناميكية، حيث تُظهر تجاوزًا ذرويًا بنسبة 11.8% وزمن استقرار يبلغ 32 ثانية. أما وحدة التحكم المنطقية الضبابية المقترحة، فتُقلل زمن التأخير إلى 2.5 ثانية، وزمن الاستقرار إلى 19 ثانية، وتُزيل التجاوز الذروي بنجاح مع الحفاظ على خطأ صفري في الحالة المستقرة. وتؤكد هذه النتائج أن بنية ضبابية قائمة على القواعد، تعتمد على الاستدلال، تُوفر بديلاً فعالاً من الناحية الحسابية وعمليًا لخوارزميات التحكم القائمة على النماذج والتعلم العميق لضبط زاوية ميل شفرات توربينات الرياح.
التنزيلات
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
كيفية الاقتباس
