Abstract
A new wind turbine simulation tool for a time-domain dynamic simulation was developed in this study. The tool consists of models of aerodynamics, drive train, generator, actuators, and controllers for pitch and yaw controls. For the wind turbine model, the NREL 5MW reference wind turbine was used. Using measured data, the developed tool was applied to predict annual energy production from the wind turbine at four different sites in a complex terrain of Korea. The results were compared with those predicted by a commercial frequency-domain program widely used to predict the annual energy production from a wind turbine. Without a yaw control, the predictions from the proposed tool were close to those from the commercial wind farm design program. Also, from simulations with and without yaw controls, the differences in power predictions were quantified. The results of this study suggest that the power production from a wind turbine can be predicted by the proposed time-domain wind turbine simulation tool with a proper yaw algorithm which is not available in commercial frequency-domain programs. Further research is needed to experimentally validate the simulation results with yaw algorithm
چکیده
ابزار جدید شبیه سازی توربین بادی برای شبیه سازی دینامیکی حوزه زمانی در این مطالعه تولید میشود. ابزار شامل مدل های آیرودینامیکی، قطار درایو، ژنراتور، عملگرها و کنترل کننده ها برای کنترل گام و انحراف میباشد. برای مدل توربین بادی، توربین بادی مرجع 5 مگاواتی NREL استفاده شد. با استفاده از داده های اندازه گیری شده، ابزار تولیدی برای پیش بینی تولید انرژی سالیانه از توربین بادی در چهار مکان مختلف در مجتمع زمینی کره بکار برده شد. نتایج با آنهایی که توسط برنامه حوزه فرکانس تجاری پیشبینی شده که بطور گسترده معمولا برای پیشبینی تولید انرژی سالیانه از توربین بادی استفاده میشود، مقایسه شدند. بدون کنترل انحراف، پیشبینی ها از ابزار پیشنهادی نزدیک به آنها از طریق برنامه طراحی مزرعه باد تجاری بودند. همچنین بوسیله شبیه سازی ها با و بدون کنترل انحرافها، اختلافات در پیشبینی های توان بطور کمی تعیین شدند. نتایج این مطالعه پیشنهاد میکند که تولید توان از توربین بادی میتواند توسط ابزار شبیه سازی توربین بادی حوزه زمانی پیشنهادی با الگوریتم انحراف مناسب پیشبینی شود که در برنامه های حوزه فرکانس تجاری در دسترس نیست. تحقیق بیشتر برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی بطور آزمایشگاهی با الگوریتم انحراف مورد نیاز است.