یکی از بهترین منابع تولید انرژی تجدیدپذیر، انرژی باد است که در سالیان اخیر به طور گسترده در دنیا مورد استفاده قرار گرفته است. در این راستا سیستم های بادی با ژنراتورها و توربین های بادی و سیستم های کنترل مختلف به کار گرفته شده اند. تغییرات مداوم سرعت باد باعث عدم دستیابی به توان، ولتاژ و فرکانس ثابت می شود که معمولا برای تنظیم آنها از گیربکس ، کنترل زاویه ی گام پره ها ، کنترل درایو انحراف و کنترل ژنراتورها استفاده می شود. وجود گیربکس باعث افزایش تلفات و کاهش بازده سیستم شده و همچنین حجم و وزن سیستم ژنراتور را افزایش می دهد. یکی از انواع ژنراتورهای جدید مورد استفاده در سیستم های بادی، ژنراتورهای شارمحوری هستند. استفاده از ژنراتورهای شارمحوری با توجه به توانایی عملکرد آن ها در سرعت های پایین باد، موجب حذف نیاز به گیربکس و افزایش قابل توجه بازده و کاهش وزن سیستم می شود. در این ژنراتورها با توجه به ساختار ماژولار استاتور، امکان بهره برداری و کنترل هریک از ماژول ها بصورت مستقل فراهم است. لذا در این پژوهش ضمن مدلسازی سیستم شامل توربین و ژنراتور، روش کنترلی جهت ورود و خروج بلوک های استاتور و همچنین سیستم کنترل زاویه ی گام در سرعت های مختلف باد و مقادیر مختلف بار، به منظور دستیابی به بازده بیشینه ی سیستم و تثبیت ولتاژ خروجی ژنراتور ارائه شده است. سپس روش کنترلی بهینه جهت دستیابی به اهداف ذکر شده با حل مسئله ی MINLP ارائه شده است. همچنین سیستم کنترل پیشنهادی در نرم افزار MATLAB شبیه سازی شده و نتایج قابل قبولی به دست آمده است. سرانجام سیستم کنترلی پیشنهادی برای یک بلوک ژنراتور 30 کیلووات دانشگاه اراک، ساخته شده و تست گردیده است. نتایج حاصل از شبیه سازی و آزمایش های تجربی سیستم کنترلی روی ژنراتور مذکور نشان از کارآیی روش پیشنهادی دارد.
