روش های کنترل مد اسلایدی توان انفعالی و فعال یک DFIG با MPPT
چکیده
این مقاله، سیستم مبدل انرژی بادی با سرعت متغیر بر پایه ی ژنراتور القائی تغذیه ی دو سویه (DFIG) را بر اساس کنترل مد اسلایدی که برای کنترل توان های انفعالی و فعال تبادل یافته بین استاتور DFIG و شبکه برای اطمینان از ردیابی نقطه ی حداکثر توان (MPPT) یک سیستم مبدل انرژی بادی بکار برده می شود مطالعه می کند. الگوریتم کنترل پیشنهادی برای DFIG که استاتور(بخش ثابت) آن به طور مستقیم به شبکه می شود و روتور (بخش متحرک) آن به مبدل PWM متصل می شود بکار برده می شود. برای استخراج یک توان حداکثر ، مبدل سمت روتور با استفاده از استراتژی شار جهت یافته به سمت استاتور کنترل می شود. کنترل تجزیه یا وا شدگی ایجاد شده بین توان انفعالی و فعال استاتور، فاکتور توان را نزدیک به واحد نگه می دارد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که توربین بادی در محدود ی وسیعی از سرعت باد می تواند بصورت بهینه عمل کند.
مقدمه
اخیراً، ژنراتور القایی دوسویه ی تغذیه (DFIG)، به دلیل مزایای منحصر به فرد خود یکی از پیکربندی های اصلی ژنراتور انرژی بادی در نظر گرفته شده است. فن اوری کنترل برداری برای کنترل ژنراتور استفاده می شود و روتور DFIG به یک تحریک کننده ی AC با فرکانس، فاز و مقدار قابل تنظیم متصل می شود. بنابراین فرکانس عملیاتی ثابت می تواند برای سرعت های باد مختلف بدست بیاید. یک ژنراتور القایی تغذیه ی دو سویه بطور معمول در ژنراتور انرژی بادی استفاده می شود. آن یک ماشین القایی روتور پیچ خورده با حلقه های لغزشی یا متحرک (slip rings) می باشد که در روتور و تغذیه با استفاده از مبدل انرژی متصل شده است. با DFIG، ژنراتور می تواند در محدوده ی سرعتی از کم-سنکرون(همزمان) تا بسیار-هم زمان کار کند. ژنراتور انرژی بادی با فرکانس ثابت و سرعت متغیر (VSCF) عمدتاً بر اساس بررسی منحنی سرعت-توان بهینه می شود یعنی حداکثر توان مکانیکی توربین می تواند توسط تنظیم سرعت ژنراتور جایی که سرعت باد ممکن است تشخیص داده شود یا نشود بدست آورده شود. از طریق مطالعه ی مشخصات توربین های بادی، این مقاله روش کنترل ردیابی نقطه ی حداکثر توان (MPPT) را پیشنهاد می دهد. در نهایت این مقاله بر اساس ویژگی DFIG، روش کنترل تبدیل برداری میدان مغناطیسی جهت یافته ی استاتور را برای کنترل واشدگی توان های انفعالی و فعال با استفاده از کنترل مد لغزشی یا اسلاید (SMC) اتخاذ می کند. تئوری مد اسلاید، منشا یافته از خانوده ی کنترل ساختار متغیر، برای حرکت(drive) موتور القایی برای مدت طولانی استفاده می شوند. آن برای مدت طولانی بعنوان قابلیت هایش برای در نظر گرفتن اختلالات محدود و بی دقتی مدل سازی شناخته شده است. آن با اضافه کردن یک سیگنال ناپیوسته در عرض سطح لغزشی و برآورده ساختن شرایط اسلایدی یا لغزشی به کنترل قویی می رسد. با این وجود، این نوع از کنترل، دارای یک نقطه ضعف اساسی می باشد این نقطه ضعف پدیده ی chattering می باشد که ناشی از عمل کنترل ناپیوسته است. برای کاهش این پدیده، ایده ی لایه ی مرزی برای بهبود آن استفاده می شود. آن کنترل کننده ی اصلاحی نامیده می شود. در این روش، عمل کنترل با کاهش چنین پدیده ایی هموار می شود. در این مقاله، ما روش SMC را برای سیستم های تبدیل انرژی بادی برای طراحی یک الگوریتم کنترل جدید MPPT بکار می بریم.
Abstract
This paper presents the study of a variable speed wind energy conversion system based on a Doubly Fed Induction Generator (DFIG) based on a sliding mode control applied to achieve control of active and reactive powers exchanged between the stator of the DFIG and the grid to ensure a Maximum Power Point Tracking (MPPT) of a wind energy conversion system. The proposed control algorithm is applied to a DFIG whose stator is directly connected to the grid and the rotor is connected to the PWM converter. To extract a maximum of power, the rotor side converter is controlled by using a stator flux-oriented strategy. The created decoupling control between active and reactive stator power allows keeping the power factor close to unity. Simulation results show that the wind turbine can operate at its optimum energy for a wide range of wind speed.
INTRODUCTION
Recently, the doubly fed induction generator (DFIG) is becoming the main configuration of wind power generation because of its unique advantages. Vector control technology is used to control the generator, and the rotor of DFIG is connected to an AC excitation of which the frequency, phase, and magnitude can be adjusted. Therefore, constant operating frequency can be achieved at variable wind speeds (Guo-qing, W.U., 2010). A doubly fed induction generator is most commonly used in wind power generation. It is a wound rotor induction machine with slip rings attached at the rotor and fed by power converter. With DFIG, generation can be accomplished in variable speed ranging from sub-synchronous speed to super-synchronous speed (Jeong-Ik Jang, 2006). The variable speed constant frequency (VSCF) wind power generation is mainly based on the research of optimal power-speed curve, namely the most mechanical power of turbine can be achieved by regulating the speed of generator, where the wind speed may be detected or not (Guo-qing, W.U., 2010). Through studying the characteristics of wind turbine, the paper proposed the maximum power point tracking (MPPT) control method. Firstly, according to the DFIG character, the paper adopts the vector transformation control method of stator oriented magnetic field to realize the decoupling control for the active power and reactive power using sliding mode control (SMC). Sliding mode theory, stemmed from the variable structure control family, has been used for the induction motor drive for a long time. It has for long been known for its capabilities in accounting for modelling imprecision and bounded disturbances. It achieves robust control by adding a discontinuous control signal across the sliding surface, satisfying the sliding condition. Nevertheless, this type of control has an essential drawback, which is the chattering phenomenon caused from the discontinuous control action. To alleviate the chattering phenomenon, the idea of boundary layer is used to improve it. It is called a modified controller. In this method, the control action was smoothed such that the chattering phenomenon can be decreased (Hazzab, A., 2005). In this paper, we apply the SMC method to the wind energy conversion systems to design a novel MPPT control algorithm.
چکیده
مقدمه
2. مدل توربین
4. مدل سازی DFIG
5. کنترل میدان جهت یافته DFIG
6. کنترل مد اسلایدی
7. کاربرد کنترل مد یا حالت لغزشی یا اسلایدی برای DFIG
1.7. کنترل جریان روتور یک چهارم با SMC
2.7 کنترل جریان روتور مستقیم با SCM
8. نتایج شبیه سازی
9. نتیجه گیری
Abstract
INTRODUCTION
2. Model of Turbine
3. Maximum Power Point Tracking (MPPT)
4. Modelling of the DFIG
5. Field Oriented Control of DFIG
6. Sliding Mode Control
7. Application of Sliding Mode Control to DFIG
7.1. Quadrature Rotor Current Control with SMC
7.2. Direct Rotor Current Control with SMC
8. Simulation Results
9. Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه