Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2021 - zeszyt 3

Development of Automatic Pitch Angle Control Mathematical Model for Type-4 Wind Turbines Specialized Hybrid Processor

10.15199/48.2021.03.11

nr katalogowy: 130659
10.15199/48.2021.03.11

Streszczenie

The goal of this paper is to synthesize the intelligent pitch angle control system under variable wind conditions for the specialized processor that reproduces the operating modes of type-4 wind turbines in real time in the specialized software-hardware hybrid simulation tool. The control schemes using main strategies of a conventional control and an intelligent control with a fuzzy logic have been discussed. The strategy based on a combined pitch control system was adopted. As a result, the authors designed and implemented a comprehensive mathematical model for pitch angle control of wind turbines. The RTDS hardware-software tool was used as a reference for model validation. The results showed a fairly good similarity, therefore, the developed model can be applied to control the pitch angle in a hybrid model of type-4 wind turbines for wind power plants simulating in the large-scale electric power system.

Abstract

Przedstawiono system sterowania katą turbiny wiatrowej w czasie rzeczywistym. Do sterowania wykorzystano elementy logiki rozmytej. Wykorzystano oprogramowanie i sprzęt. Przeprowadzono symulacje dla różnych prędkości turbiny wiatrowej, (System sterowania kątem w turbinie wiatrowej typu-4 z wykorzystanie specjalizowanego procesora hybrydowego

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Renewables 2020 Global Status Report GSR // Access mode: https://www.ren21.net/reports/global-status-report/.
[2] V. Akhmatov, “Analysis of dynamic behavior of electric power systems with large amount of wind power,” Ph.D. dissertation, Dept. Elect. Eng., Tech. Univ. Denmark, Kgs. Lyngby, Denmark, Apr. 2003.
[3] Y. Zhang, Z. Chen, W. Hu, and M. Cheng, “Flicker mitigation by individual pitch control of variable speed wind turbines with DFIG,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 29, no. 1, pp. 20–28, Mar. 2014.
[4] Ackermann, T. Wind Power in Power Systems, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, 2012, p. 1088
[5] Renewable Energy Sources: Theoretical Basisyou, technology, technical characteristics, economy / ed. Stychinsky, N.I. Voropai. Magdeburg: MAFO, 2010 p. 223.
[6] IEC 61400-27-1:2015 Wind turbines - Part 27-1: Electrical simulation models - Wind turbines
[7] Dong-Choon Lee, Tan Luong Van, and Thanh Hai Nguyen, “Advanced Pitch Angle Control Based on Fuzzy Logic for Variable-Speed Wind Turbine Systems,” IEEE Trans.,Energy Conversion, № 30, no. 2, p. 578–587, June 2015
[8] J. F. Manwell, J. McGowan, A. Rogers. ‘Wind energy explained: theory design and applications’. John Wiley & Sons; 2002 p. 705.
[9] Siegfried Heier, Wind energy conversion systems, book, John Wiley & Sons Inc., New York, 1998.
[10] Munteanu, I., Bratcu, A.I., Cutululis, N.-A., Ceanga, E. Optimal control of wind energy systems – Towards a global approach. – Springer: Verlag London, 2007. p. 286.
[11] Michalke G, Hansen AD, Hartkopf T. Control strategy of a variable speed wind turbine with multipole permanent magnet synchronous generator. Proceedings of the European Wind Energy Conference EWEC, Milan, Italy, 7–10 May 2007
[12] R. Sakamoto et al., "Output power leveling of wind turbine generator for all operating regions by pitch angle control," IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2005, San Francisco, CA, 2005, pp. 45-52 Vol. 1, doi: 10.1109/PES.2005.1489543.)
[13] Benguergour I., Allaoui T., Kouadria A. M., Denai M., Optimization and Adaptive Control of Wind water Pumping System based on fuzzy RST and genetic RST, Przegląd Elektrotechniczny, Vol. 96, No. 2, 2020, pp. 193-199.
[14] Anderson P.M., Bose A., Stability simulation of wind turbine systems, IEEE Trans. Power Appar. Syst., 1983, PAS-102, (12), pp. 3791–3795.
[15] Gajewski P., Pieńkowski K., Direct torque control and direct power control of wind turbine system with PMSG, Przegląd Elektrotechniczny, R. 92, no.10, 2016, pp 249-253
[16] Different Conventional Strategies of Pitch Angle Control for Variable Speed Wind Turbines 15th international conference on Sciences and Techniques of Automatic control & computer engineering - STA'2014, Hammamet, Tunisia, December 21- 23, 2014
[17] Hagras H., Wagner C. (2012) Towards the wide spread use of type-2 fuzzy logic systems in real world applications. IEEE Computational Intelligence Magazine 7: 14–24
[18] B. A. Carreras, D. E. Newman, I. Dobson. Does size matter? Chaos, vol. 24 (2), 2014, Art. ID 023104
[19] Suvorov, A., Gusev, A., Ruban, N., Andreev, M., Askarov, A., & Stavitsky, S. (2019). The Hybrid Real-Time Dispatcher Training Simulator: Basic Approach, Software-Hardware Structure and Case Study, International Journal of Emerging Electric Power Systems, 20(1), 20180165. doi: https://doi.org/10.1515/ijeeps- 2018-0165
[20] Suvorov, A., Gusev, A., Andreev, M. et al. The novel approach for electric power system simulation tools validation. Electr Eng 101, 457–466 (2019). https://doi.org/10.1007/s00202-019- 00795-9.
[21] Suvorov, A., Gusev, A., Ruban, N., Andreev, M., Askarov, A., Ufa, R., Razzhivin, I., Kievets, A., & Bay, J. (2019). Potential Application of HRTSim for Comprehensive Simulation of Large- Scale Power Systems with Distributed Generation, International Journal of Emerging Electric Power Systems, 20(5), 20190075. doi: https://doi.org/10.1515/ijeeps-2019-0075
[22] Ufa, R., Andreev, M., Ruban, N. et al. The hybrid model of VSC HVDC. Electr Eng 101, 11–18 (2019). https://doi.org/10.1007/s00202-018-00752-y
[23] IEA Wind Energy Annual Report 1992 // Access mode: https://community.ieawind.org/HigherLogic/System/DownloadD ocumentFile.ashx?DocumentFileKey=c87f90ec-b818-0e7cad9d- b48bcb0f624a&forceDialog=0

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2021-3 , nr katalogowy 130659 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2021-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	58.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2021-3

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma