Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 3

A Robust Controller based on Backstepping-ADRC for WRSG Based Wind Turbine

Solidny sterownik oparty na technologii Backstepping-ADRC dla turbin wiatrowych opartych na WRSG

10.15199/48.2024.03.32

nr katalogowy: 147754
10.15199/48.2024.03.32

Streszczenie

In this paper, our objective consists to optimize the energy produced by the wind turbines system (WTSs) equipped on Wonder rotor synchronous generator (WRSG) this machine practical in variables speed system. In the first place, we considered using vector control based on PI type regulator; this control resists less to parametric variations and external disturbances of the machine. To remediate this problem we passed to study and designed two driving systems the first is to give pulses to the PWM-Rectifier connected to the generator side by applied backstepping controller based in Lyapunov laws. And the second system is to give pulses to the PWM-Inverter connected to the grid side by applied a novel robust control approach know as on the Active Disturbance Rejection Controller (ADRC) founded on the supervisor of disturbance by using Extended State Observer(ESO). The simulation outcomes demonstrate the effectiveness of the proposed method, particularly in terms of the power quality delivered

Abstract

W niniejszym artykule naszym celem jest optymalizacja energii wytwarzanej przez system turbin wiatrowych (WTS) wyposażonych w generator synchroniczny Wonder rotor (WRSG), który jest praktyczną maszyną w systemie zmiennej prędkości. W pierwszej kolejności rozważaliśmy zastosowanie sterowania wektorowego opartego na regulatorze typu PI; ta kontrola jest mniej odporna na zmiany parametryczne i zewnętrzne zakłócenia maszyny. Aby zaradzić temu problemowi, przeszliśmy do badań i zaprojektowaliśmy dwa układy napędowe. Pierwszym z nich jest podawanie impulsów do prostownika PWM podłączonego do strony generatora za pomocą zastosowanego regulatora krokowego opartego na prawach Lapunowa. Drugi system polega na przekazywaniu impulsów do falownika PWM podłączonego do sieci poprzez zastosowanie nowatorskiego, solidnego podejścia do sterowania, znanego jako Active Disturbance Rejection Controller (ADRC), opartego na nadzorcy zakłóceń za pomocą Extended State Observer (ESO).Wyniki symulacji pokazują skuteczność proponowanej metody, szczególnie w zakresie jakości dostarczanej energii

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] B.K. Sahu, Wind energy developments and policies in China: A short review, Renew. Sustain. Energy Rev. 81 (2018) 1393– 1405.
[2] Gupta, A., Bhushan, H., Samuel, P. "Generator Topologies with Power Electronics Converters for a Wind Energy Conversion System", A Review
[3] AHMAD, Zameer and SINGH, S. N. Modeling and Control of Grid Connected Photovoltaic System-A Review. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 2013, vol. 3, no 3, p. 2250-2459.
[4] HAN, Jingqing. From PID to active disturbance rejection control. IEEE transactions on Industrial Electronics, 2009, vol. 56, no 3, p. 900-906.
[5] C. Mohssine, ‘A Comparative Study of PI, RST and ADRC Control Strategies of a Doubly Fed Induction Generator Based Wind Energy Conversion System’, International Journal of Renewable Energy Research (IJRER), vol. 8, no. 2, Art. no. 2, Jun. 2018
[6] A. Jabal Laafou, A. Ait Madi, A. Addaim, and A. Intidam, ‘Dynamic Modeling and Improved Control of a Grid-Connected DFIG Used in Wind Energy Conversion Systems’, Mathematical Problems in Engineering, vol. 2020, p. e1651648, Jul. 2020,
[7] X. Yin and X. Zhao, ‘Optimal power extraction of a two-stage tidal turbine system based on backstepping disturbance rejection control’, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 132, p. 107158, Nov. 2021,
[8] Mi, C., Filippa, M., Shen, J., Natarajan, N: Modeling and Control of Variable Speed Constant Frequency Synchronous Generator With brushless Exciter. IEEE Transactions on Industry Application 40(2), 565–573 (2004)
[9] Mi, C., Filippa, M., Shen, J., Natarajan, N.: Modeling and Control of Variable Speed Constant Frequency Synchronous Generator With brushless Exciter. IEEE Transactions on Industry Application 40(2), 565–573 (2004)
[10] Refoufi, L., Al Zahawi, B.A.T., Jack, A.G.: Analysis and modelling of the steady state behavior of the static Kramer induction generator. IEEE Transactions on Energy Conversion 14(3), 333–339 (1999)
[11] El Aimani, S.: Modélisation de différentes technologies d’éoliennes intégrées dans un réseau de moyenne tension. Thèse de doctorat de l’Ecole Centrale de Lille (ECL) Cohabilité avec L’université des sciences et technologies de Lille 1 (USTL), December 06 (2004)
[12]S.R. Guda, ‘Modeling and Power Management of a Hybrid Wind-Microturbine Power Generation’, Master thesis, University of Bozeman, Monata, Juillet 2005.
[13]Tahir, A., Mohamed, E. M., Abdulhafid, E. F., & Mohamed, F. (2020). Grid connected wind energy system through a back-toback converter. Computers&Electrical Engineering, 85, 106660.
[14]MALINOWSKI M., 2001-"Sensorless Control Strategies for Three-Phase PWM Rectifiers", Warsaw, Poland, 18-25
[15]YIN L.; ZAHO Z.; LU T.; YANG SH.; ZOU G.,2014-"An Improved DC-Link Voltage Fast Control Scheme for a PWM Rectifier-Inverter System", IEEE TRAN, on IA, 50(1), 462-473.
[16]Md. Enamul Haque, Michael Negnevitsky and Kashem M. Muttaqi, “A Novel Control Strategy for a Variable-Speed Wind Turbine With a Permanent-Magnet Synchronous Generator,” IEEE Transactions On Industrty Applications,Vol. 46, No. 1, pp. 331-339, Jannuary/February 2010.
[17]JEON B J.; SEO M G.; SHIN H S.; TSOURDOS A.,2020- "Understandings of Classical and Incremental Backstepping Controllers with Model Uncertainties", IEEE TRAN, on ES, 56(4), 2628-2641
[18]RAHMAN M A.; VILATHGAMUMA M.; NASIR ULDIN M.; TSENG K T.,2003-" Nonlinear Control of Interior PermanentMagnet Synchronous Motor", IEEE TRAN, on IA, 39(2), 408- 416.
[19]LIU, Baoquan, ZHUO, Fang, ZHU, Yixin, and al.A three-phase PLL algorithm based on signal reforming under distorted grid conditions. IEEE Transactions on Power Electronics, 2015, vol. 30, no 9, p. 5272- 5283
[20]HAN, Jingqing. From PID to active disturbance rejection control. IEEE transactions on Industrial Electronics, 2009, vol. 56, no 3, p. 900-906
[21]S. Yi Huang, W. Zhang, ’’Development of active disturbance rejection controller’’, Control Theory & Applications, Vol. 19, pp 485-492, 2005.
[21] HERBST, Gernot. A simulative study on active disturbance rejection control (ADRC) as a control tool for practitioners. Electronics, 2013, vol. 2, no 3, p. 246-279.

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

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-3 , nr katalogowy 147754 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-3 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

2024-3

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma