Детальная информация

Выпускная квалификационная работа посвящена построению модели системы ветрогенератора и исследованию различных методов управления синхронным генератором с постоянными магнитами. Модель охватывает аэродинамическую, механическую и электрическую части ветроэнергетической установки. Целью работы является разработка и синтез управления моделью автономной ветроэнергетической системы с акцентом на оценку эффективности различных подходов к управлению генератором в условиях переменных ветровых нагрузок. В рамках исследования выполнены следующие задачи: 1) Изучены принципы работы ветрогенератора и его подсистем; 2) Сравнены существующие методы управления выходной мощностью генератора; 3) Реализована модель управления на основе ПИД-регулятора; 4) Построена имитационная модель системы в среде Google Colab; 5) Проведена оценка эффективности управления и устойчивости модели при различных сценариях. Были рассмотрены алгоритмы MPPT, оптимальное управление моментом, управление по таблицам характеристик и методы адаптивного регулирования. На основе анализа была реализована система управления с ПИД-регулятором, показавшая высокую эффективность при переменных режимах работы. Моделирование подтвердило, что предложенные алгоритмы обеспечивают стабильную генерацию мощности и позволяют адаптировать поведение системы к внешним воздействиям. Работа может быть использована при разработке интеллектуальных систем управления автономными ветроустановками.

This thesis presents the development of a simulation model for evaluating control strategies in wind turbine systems, particularly those using permanent magnet synchronous generators. The study focuses on modeling the aerodynamic, mechanical, and electrical subsystems and testing the performance of control algorithms under variable wind conditions. The aim of the work is to develop a detailed simulation model of an autonomous wind power system and to evaluate different generator control methods in terms of efficiency and stability. The key objectives include: 1) Analysis of the structure and operation of wind turbine systems; 2) Comparison of various generator current control strategies; 3) Implementation of a PID-based control system; 4) Development of a simulation environment in Google Colab; 5) Assessment of performance metrics under transient and steady-state conditions. Among the methods considered are maximum power point tracking (MPPT), optimal torque control, lookup table methods, and adaptive control techniques. A PID control strategy was implemented and tested, showing reliable regulation of power output and system stability in the face of wind variability. The results confirm the applicability of the proposed model for the design and testing of autonomous wind power systems and highlight the practical value of simulation in optimizing control algorithms.