Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την μελέτη και ανάλυση ενός υψηλής τάξης μοντέλου διπλά τροφοδοτούμενης επαγωγικής μηχανής, κατάλληλο για μελέτες μεταβατικής κατάστασης αιολικών συστημάτων. Αρχικά, γίνεται μία εισαγωγή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, με ιδιαίτερη αναφορά στην αιολική ενέργεια. Κατόπιν, περιγράφονται οι διάφοροι τρόποι ταξινόμησης των ανεμογεννητριών που υπάρχουν σήμερα, τα δομικά στοιχεία αυτών, καθώς και η αεροδυναμική τους μετατροπή. Ακολουθεί η γενική παρουσίαση μίας διπλά τροφοδοτούμενης επαγωγικής γεννήτριας. Προκειμένου να γίνει μελέτη των μεταβατικών καταστάσεων, παρουσιάζεται το δυναμικό μοντέλο και ο διανυσματικός έλεγχος μίας διπλά τροφοδοτούμενης επαγωγικής γεννήτριας υψηλής τάξης. Εν συνεχεία, αναλύεται -βάσει εξισώσεων- η συμπεριφορά της εν λόγω γεννήτριας σε τριφασικές και ασύμμετρες βυθίσεις τάσεων, που είναι αποτέλεσμα διαφόρων μεταβατικών καταστάσεων. Τέλος, γίνεται η προσομοίωση ενός αιολικού πάρκου, που περιλαμβάνει ανεμογεννήτριες αυτού του τύπου και μελετώνται διάφορες διαταραχές στο σύστημα, όπως: συμμετρικά και ασύμμετρα βραχυκυκλώματα, απότομες μεταβολές της ταχύτητας του ανέμου, απώλεια και μεταβολή φορτίου. Η προσομοίωση πραγματοποιείται με τη βοήθεια του λογισμικού MATLAB/Simulink, έκδοση 7.6. / The subject of this thesis is the study and analysis of a high-order model of a doubly-fed induction machine (DFIM), suitable for unbalanced condition studies on a wind farm. At first, an introduction is made of the renewable energy sources, with special mention of the wind energy. Then, there is the description of the different types of wind turbines than exist nowadays, their components and their aerodynamic conversion. A general presentation of a doubly-fed induction generator (DFIG) is made and after that, for the study of disturbances, the dynamic model and the vector control of a high-order model of a doubly-fed induction generator are presented. Through mathematical equations, the performance of this generator under voltage dips is then described, result of various transition phenomena. Finally, the simulation of a wind farm that includes wind turbines of this type, is made and several disturbances on the grid, such as: symmetrical and asymmetrical faults, sudden changes of the wind speed, loss and change of the load. Simulation is made with the use of the software MATLAB/Simulink, version 7.6.

<p>Тема докторске дисертације је развој и верификација новог динамичког<br />модела трофазне кавезне асинхроне машине, који је заснован на<br />методи коначних елемената. Применом линеарних магнетостатичких<br />симулација и time-harmonic нелинеарних симулација се реконструишу<br />индуктивности динамичког модела машине заснованог на вишеструко<br />спрегнутим електричним колима. Модел се затим користи у<br />истраживању феномена везаних за појаву жљебних хармоника,<br />сатурацијом индукованих хармоника, као и у развоју нове методе<br />детекције сломљних шипки у роторском кавезу.</p> / <p>Tema doktorske disertacije je razvoj i verifikacija novog dinamičkog<br />modela trofazne kavezne asinhrone mašine, koji je zasnovan na<br />metodi konačnih elemenata. Primenom linearnih magnetostatičkih<br />simulacija i time-harmonic nelinearnih simulacija se rekonstruišu<br />induktivnosti dinamičkog modela mašine zasnovanog na višestruko<br />spregnutim električnim kolima. Model se zatim koristi u<br />istraživanju fenomena vezanih za pojavu žljebnih harmonika,<br />saturacijom indukovanih harmonika, kao i u razvoju nove metode<br />detekcije slomljnih šipki u rotorskom kavezu.</p> / <p>Topic of this thesis is development and verification of the novel dynamical<br />model of the three phase squirrel-cage induction machine, which is based on<br />the finite elements method. Linear magnetostatic simulations and nonlinear<br />time-harmonic simulations are used for calculation of the inductances of the<br />dynamic model of the machine based on the moultiple coupled circuit<br />approach. Model is then used for investigation of the rotor slot harmonics,<br />saturation induced harmonics and in the development of the novel method<br />for broken rotor bars detection.</p>