الفهرس 
Chapter 1 IntroductionOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 137 |  |  |
| | | from | 137 | | |
Abstract
انتشر تولید الطاقة المتجددة في العقود القلیلة الماضیة، وتعد طاقة الریاح واحدة من أكثر التقنیات شعبیة في ھذا المجال. من بین تقنیات توربینات الریاح المختلفة، تعد الوحدات القائمة على مولد الحثى المزدوج التغذية أكثر شیوعًا بسبب مزایاھا. المیزة البارزة في ھذا النوع من المولدات ھي استخدام مغير تردد ذو قدرة ضغيرة مما یؤدي إلى تكلفة أقل مقارنةً بتقنيات التوليد باستخدام السرعة المتغیرة الأخرى مع إمكانیة التحكم الفعال في الطاقة الفعالة و الغیر فعالة على حد السواء. على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية ، أصبحت توربينات الرياح المتغيرة السرعة مع مولدات الحثية ذات التغذية المزدوجة من أكثر تقنيات توربينات الرياح المستخدمة فى ما يزيد عن 60٪ من توربينات الرياح التى تزيد قدرتها عن 1.5 ميجاوت. يتكون هذا النوع من توربينات الرياح من مولد حثى مزدوج التغذية مع ملفات الجزء الثابت المتصل مباشرة بالشبكة، في حين أن ملفات الدوار تكون متصلة عبر حلقات الانزلاق إلى مغير تردد للتحكم فى تردد تيار الاثارة وفقا للقيمة اللحظية لسرعة الرياح، و تتراوح نطاق سرعة التوليد ± 25٪ تقريبًا من سرعة التزامن فى حين لا يمثل قدرة مغير التردد الإلكتروني سوى 30٪ من سعة المولد ، مما يجعل هذا المفهوم جذابًا وشائعًا من الناحية الاقتصادية. قد يكون لأعطال المولد غير المكتشفة تأثير كارثي على التوربينة مما يؤدي إلى إصلاحات مكلفة وطويلة. من المرغوب فيه أن يتم اكتشاف الأخطاء في وقت مبكر للسماح بالصيانة الوقائية المخططة و تقليل تكلفة و زمن الاصلاح. تظهر الاحصائيات الحديثة أن الاخطاء المتربطة بانهيار العازل فى الجزء الثابت من المولدات الحثية مزدوجة التغذية تسببت في معظم حالات فشل الماكينة. تبدأ أعطال الجزء الثابت بتدهور العزل بين الملفات نتيجة للاجهادات الميكانيكية و الحرارية و الكهربية مما يؤدى فى النهاية الى ظهور دائرة القصر بين الملفات و التى اذا لم يتم اكتشفها و معالجتها بالصورة السلمية قد يحدث تدهور يمتد الى دائرة قصر صريحة بين الاطوار او بين احد الاطوار و الارض. فى هذة الرسالة، تم عمل نمذجة حاسوبية للمولدات الحثية مزدوجة التغذية اعتمادا على التمثيل الاتجاهى للماكينة و ذلك لمحاكاة حدوث خطا داخلى فى الجزء الثابت من الالة. هذا النموذج تم استعمالة كجزء من نموذج اكبر لتوربينة الرياح و التى تعمل عند سرعات رياح مختلفة و التى يتم التحكم فيها عن طريق نظام تحكم مغلق رباعى الاطوار. فى البداية تم عمل محاكاة للنظام كاملا و ذلك عند ظروف تشغيل مختلفة تتضمن التشغيل فى الظروف العادية و كذلك المراحل الانتقالية المختلفة و ذلك للتاكد من كفاءة النموذج و قدرته على محاكاه جميع ظروف التشغيل. لدراسة تاثير وجود خطاء فى دائرة الجزء الثابت على تيار الاثارة و الذى يتم حقنه على ملفات الجزء الدوار تم عمل تحليل طيفى باستخدام تقنية فوريير العادية و ذلك لايجاد نموذج محدد يمكن الاعتماد عليه للاستدلال على وجود خطاء داخل الالة و ذلك عند ظروف تشغيل مختلفة من حيث تغير سرعة الرياح او نسبة التحميل فضلا عن تغير نسبة الملفات التضررة فى كل مرة. كما تم عمل ايضا نموذج يمكن الاستدلال منه على نسبة الخطا فى كل مرة و الذى يمكن استعماله لتنشيط برنامج اخر يمكن الالة من تجاوز الخطا و فقا لمتطلبات الاكواد العالمية الحديثة لضمان استقرار توربينات الرياح. حيث يعمل برنامج تجاوز الخطأ على تحديد نسبة الملفات المتضررة داخل الالة و بناء عليه يقوم باصدار امر الى الزعانف الرئيسية لتقليل زاوية المواجة مع الرياح مما يقلل العزم و القدرة الداخلة الى المولد و بالتالى يمكن تقليل الاجهادات الواقعة على الملفات لحين القيام بعملية الصيانة وفقا للجدول الزمنى المخطط بدون حدوث انقطاع للتيار الكهربى او تلف للملفات. و تقع الرسالة فى اربعة فصول على النحو التال: الفصل الأو : وبمثل هذا الفصل مقدمة للرسالة وفيه تم عرض المشكلة الاساسية وأهداف وإسهامات الرسالة وأخيرا استعراض للمكونات الأساسية فى الرسالة. الفصل الثاني : فى هذا الفصل تم عمل دراسة مستفيضة للتكنولوجيا الموجودة حاليا و التى يمكن استخدمها فى اكتشاف الاخطاء الداخلية فى المولدات الحثية مزدوجة التغذية. كما تم عمل تنظيم لجميع هذة الطرق بالاخذ فى الاعتبار عدة عوامل و هى: مكان حدوث الخطاء، طريقة اكتشاف الخطأ، النموذج المستعمل لعمل المحكاه للالة و كذلك التقنية المتبعة فى اكتشاف الاخطاء فى حد ذاتها. كما تم التركيز على مميزات و عيوب كل طريقة و كذلك تم ذكر جميع النقاط التى ينبغى التعامل معها مستقبلا. كما تم التطرق فى هذا الفصل الى التطبيقات الصناعية الموجودة حاليا فى الاسواق و التى يمكن استعمالها لاكتشاف هذا النوع من الاخطاء. الفصل الثالث : هذا الفصل يتعرض الى النموذج الرياضى الذى تم انشاءه بهدف دراسة تاثير الاخطاء الداخلية فى دائرة العضو الثابت على تيار الاثارة المحقون فى دائرة العضو الدوار. حيث تم انشاء نموذج رياضى للالة الحثية مذوجة التغذية بناء يعتمد على التمثيل الاتجاهى للاله و تم ربط هذا النموذج المصغر مع نموذج اكبر يمثل توربينة الرياح ذات السرعة المتغيرة و التى يتم التحكم فيها بنظام تحكم مفلق رباعى الانماط و تم فى هذة النمذجة حساب تاثير المكونات الميكانيكة و الكهربية و طبيعة الشبكة و كذلك مغير التردد الموجود فى دائرة العضو الدوار. فى البداية تم عمل محاكاه للالة فى حالة عدم وجود خطا داخلى و ذلك لتحقق من كفاءة النظام الكلية و قدرة نظام التحكم على الاستجابة للتغيرات التى تطرأ نتيجة للتغيرات اللحظية فى سرعة الرياح و قدرة نظام التحكم على ابقاء المولد فى حالة التزامن مع الشبكة وقد اكدت نتائج المحاكاة جودة و كفاءة النموذج الرياضى. الفصل الرابع : يتناول هذا الفصل تاثير وجود خطا فى دائرة العضو الثابت حيث تم عمل مسح للتوافقيات المستنتجة فى دائرة العضو الدوار و التى يمكن استعمالها كنمط مميز يمكن الاستدلال منه على وجود مثل هذا الخطا داخل دائرة المولد. و فى هذة الدراسة تم الاخذ فى الاعتبار تاثير سرعة الريح و تغير الاحمال و كذلك تغير نسبة الخطا. كما يناقش هذا الفصل الطريقة المقترحة لقياس نسبة الخطا اعتمادا على تحليل بسيط للقدرة الغير فعالة المستنتجة فى دائرة العضو الثابت و التى يمكن استعملها لتنشط برنامج اجتياز الاخطاء الذى يضمن استمرار عمل المولد عند تعرضه لخطا داخلى مع خفض القدرة الفعالة المستنتجة داخل العضو الثابت و ذلك لتقليل الاجهادات الواقعة على الملفات لحين عمل الصيانة الضرورية اللازمة لها مما يقلل زمن الانقطاع و يزيد من كفاءة التوربينة. الفصل الخامس : يتناول عرض الإستنتاجات النهائية و ما يمكن تقديمه لاحقا من إقتراحات لأفكار تكميلية لهذه النقطة البحثية وبعض الأفكار لأبحاث مستقبلية.