Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 2

Advanced Control of PMSG-based Wind Energy Conversion System Using Model Predictive and Sliding Mode Control

Zaawansowane sterowanie systemem konwersji energii wiatrowej opartym na PMSG przy użyciu modelu predykcyjnego i sterowania w trybie ślizgowym

10.15199/48.2024.02.02

nr katalogowy: 147320
10.15199/48.2024.02.02

Streszczenie

This paper proposes a sliding mode control (SMC) and a model predictive control (MPC) for controlling a PMSG wind turbine. The MPC forces the system to follow the defined sliding surface. The major advantages of SMC are robustness, fast response, and simple implementation, but one of the inconveniences is chattering. Therefore, the MPC has been proposed in this paper which uses the mathematical model of the system to predict the possible future behaviour of the controlled variables, and this technique allows the selection of the optimal voltage vector that leads to minimum error using a cost function which leads to low maintenance costs and low total harmonic distortion in current

Abstract

W artykule zaproponowano sterowanie w trybie ślizgowym (SMC) i sterowanie predykcyjne modelu (MPC) do sterowania turbiną wiatrową PMSG. MPC zmusza system do podążania za zdefiniowaną powierzchnią ślizgową. Głównymi zaletami SMC są solidność, szybka reakcja i prosta implementacja, ale jedną z niedogodności jest chattering, dlatego w tym artykule zaproponowano MPC, który wykorzystuje model matematyczny systemu do przewidywania możliwego przyszłego zachowania kontrolowanych zmiennych, technika ta pozwala na wybór optymalnego wektora napięcia, który prowadzi do minimalnego błędu przy użyciu funkcji kosztu, co prowadzi do niskich kosztów utrzymania i niskich całkowitych zniekształceń harmonicznych w prądzie

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] BOSSOUFI, Badre, KARIM, Mohammed, TAOUSSI, Mohammed, et al. DSPACE-based implementation for observer backstepping power control of DFIG wind turbine. IET Electric Power Applications, 2020, vol. 14, no 12, p. 2395-2403.
[2] BENAMOR, A., BENCHOUIA, M. T., SRAIRI, K., et al. A novel rooted tree optimization apply in the high order sliding mode control using super-twisting algorithm based on DTC scheme for DFIG. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2019, vol. 108, p. 293-302.
[3] SENTURK, Osman S., HELLE, Lars, MUNK-NIELSEN, Stig, et al. Power capability investigation based on electrothermal models of press-pack IGBT three-level NPC and ANPC VSCs for multimegawatt wind turbines. IEEE Transactions on Power Electronics, 2012, vol. 27, no 7, p. 3195-3206.
[4] REYES-LÚA, Adriana et SKOGESTAD, Sigurd. Systematic design of active constraint switching using classical advanced control structures. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019, vol. 59, no 6, p. 2229-2241.
[5] Laidani, A., Litim, Commande avancé d'une Génératrice synchrone à aimant permanent intégré dans un système éolien Memory for graduation master in University of Oran 2, Industrial maintenance and safety institute University Mohamed Ben Ahmed Oran 2, July 2023.
[6] EMNA, Mahersi Emna, KHEDER, A. D. E. L., et MIMOUNI, Mohamed Faouzi. The wind energy conversion system using PMSG controlled by vector control and SMC strategies. International Journal of Renewable Energy Research, 2013, vol. 3, no 1, p. 41-50.
[7] MEKKI, Mustapha, ALLAOUI, Tayeb, BELABBAS, Belkacem, et al. Decoupling vector control and optimisation of PMSGbased wind energy system using adaptive type-1 and type-2 fuzzy logic control. Przegląd Elektrotechniczny, 2020, vol. 96.
[8] SAIDI, Youcef, MEZOUAR, Abdelkader, MILOUD, Yahia, et al. Modeling and adaptive power control-designed based on tip speed ratio method for wind turbines. Przegląd Elektrotechniczny, 2019, vol. 95, no 6, p. 40-46.
[9] GHOURAF, Djamel Eddine. An advanced control applied to PMSG wind energy conversion system implemented under graphical user interface. Electrical Engineering, 2023, p. 1-12.
[10] KOUMBA, Paul Makanga, CHERITI, Ahmed, DOUMBIA, Mamadou Lamine, et al. Wind turbine control based on a permanent magnet synchronous generator connected to an isolated electrical network. In : 2017 IEEE Electrical Power and Energy Conference (EPEC). IEEE, 2017. p. 1-7.
[11] FAEDO, Nicolás, OLAYA, Sébastien, et RINGWOOD, John V. Optimal control, MPC and MPC-like algorithms for wave energy systems: An overview. IFAC Journal of Systems and Control, 2017, vol. 1, p. 37-56.
[12] SRIVASTAVA, Apoorva et BAJPAI, R. S. Model predictive control of grid-connected wind energy conversion system. IETE Journal of Research, 2022, vol. 68, no 5, p. 3474-3486.
[13] HASSINE, Ikram Maaoui-Ben, NAOUAR, Mohamed Wissem, et MRABET-BELLAAJ, Najiba. Predictive control strategies for wind turbine system based on permanent magnet synchronous generator. ISA transactions, 2016, vol. 62, p. 73-80.
[14] CORTÉS, Patricio, KAZMIERKOWSKI, Marian P., KENNEL, Ralph M., et al. Predictive control in power electronics and drives. IEEE Transactions on industrial electronics, 2008, vol. 55, no 12, p. 4312-4324.
[15] TOUMI, Sana, ELGHALI, SE Ben, TRABELSI, Mohamed, et al. Robustness analysis and evaluation of a PMSG-based marine current turbine system under faulty conditions. In : 2014 15th International Conference on Sciences and Techniques of Automatic Control and Computer Engineering (STA). IEEE, 2014. p. 631-636.
[16] BELABBES, A., HAMANE, B., BOUHAMIDA, M., et al. Power control of a wind energy conversion system based on a doubly fed induction generator using RST and sliding mode controllers. In : International Conference on Renewable Energies and Power Quality. 2012.

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

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-2 , nr katalogowy 147320 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 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

2024-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma