Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 5

Direct Torque Control of a Doubly-Fed Induction Generator Connected to Unbalanced Grid

10.15199/48.2016.05.08

nr katalogowy: 98172
10.15199/48.2016.05.08

The paper presents a direct control of a DFIG electromagnetic torque and proposed scalar variable indirectly responsible for reactive component of instantaneous stator power. The principles of the control are presented and the simulation results of control method performance for balanced and unbalanced grid are given. (Bezpośrednie kontrola momentu maszyny dwustronnie zasilanej w sieci asymetrycznej) Streszczenie. Artykuł przedstawia algorytm sterowania maszyny dwustronnie zasilanej gdzie bezpośredniej kontroli podlega generowany moment elektromagnetyczny oraz zaproponowana zmienna skalarna, która pozwala na kontrolę chwilowej wartości generowanej mocy biernej. Przedstawiono zasadę działania metody sterowania oraz wyniki symulacyjne przy współpracy maszyny dwustronnie zasilanej z siecią symetryczną i asymetryczną. Keywords: doubly-fed induction generator, direct torque control, unbalanced grid operation Słowa kluczowe: maszyna dwustronnie zasilana, bezpośrednia kontrola momentu, sieć asymetryczna Introduction Due to increased amount of renewable energy sources (RES) in total generated national power grids across the Europe, RES reliability and continuous operation is becoming an important issue. Significant generated power share comes from wind energy based plants where one of the commonly used machine type is a doubly-fed induction generator (DFIG). Main features of this type of units include variable speed operation rated from 2/3 up to 4/3 of synchronous one and reduced power three phase back to back voltage converter connected from one side to the grid and from second side to the rotor via slip rings. Converter is usually designed on 1/4 to 1/3 of rated total power. DFIG based power generation units can operate in stand-alone or grid connected mode. Desired power factor can be easily achieved by rotor side converter (RSC) control and to some extend DFIG set-up has capabilities to reduce unfavourable effects of unbalanced and d[...]

Bibliografia

[1] Iwanski G., Pura P., Luszczyk T., Szypulski M., Stator voltage harmonics and unbalance compensation of the sensorless standalone doubly fed induction generator, Compel-The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 33 (2014), n.5, 1741 - 1760
[2] Itsaso Martinez M., Tapia G., A. Susperregui and H. Camblong, DFIG power generation capability feasibility regions under unbalanced grid voltage conditions, IEEE Trans. on Energy Conv., 26 (2011), n.4
[3] Pena R., Clare J. C., and Asher G. M., Double fed induction generator using back-to-back PWM converter and its application to variable-speed wind-energy generation, Proc. Inst. Elect. Eng. B,143 (1996), n.3, 231-241
[4] Abad G., Lopez J., Rodriguez M. A., Marroyo L., Iwanski G., Doubly Fed Induction Machine modelling and control for wind energy generation, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, 2011
[5] Depenbrock M., Direct Self Control (DSC) of inverter-fed induction machine, IEEE Trans. on Power Electronics, 3 (1988), n.4, 420-429
[6] Noguchi T., Yamamoto M., Kondo S., and Takahashi I. Enlarging switching frequency in direct torque-controlled inverter by means of dithering, IEEE Trans. Ind. Appl. 35 (1999), n.6, 1358-1366
[7] Datta R., Ranganathan V.T., Direct power control of gridconnected wound rotor induction machine without rotor position sensors, IEEE Transactions on Power Electronics, 16 (2001), n.3
[8] Xu L., Cartwright P., Direct Active and Reactive Power Control of DFIG for Wind Energy Generation, IEEE Transaction on energy conversion, 21 (2006), n.3
[9] Abad G., Rodriguez M.A., Iwanski G., Poza J., Direct Power Control of Doubly-Fed-Induction-Generator-Base Wind Turbines Under Unbalanced Grid Voltage, IEEE Trans. Power Electron., 25 (2010), n.2
[10] Jelen M., Jarek G., Gierlotka K. Bezpośrednie sterowanie momentu z wymuszeniem dynamiki silnika klatkowego i maszyny dwustronnie zasilanej, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012),-n.4b, 98-103
[11] Krzeminski Z.: Sensorless Multiscalar Control of Double Fed Machine for Wind Power Generators, Power Conversion Conference PCC'02, Osaka, Vol. 1, (2002), 334-339.
[12] Pena R., Cerdenas R., Proboste J., Asher G., Clare J., Sensorless Control of Doubly-Fed Induction Generators Using a Rotor-Current-Based MRAS Observer, IEEE Trans. Ind. Electron., 55 (2008), n.1, 330 - 339
[13] Marques G.D., Sousa D.M., Air-Gap-Power-Vector-Based Sensorless Method for DFIG Control Without Flux Estimator, IEEE Trans. Ind. Electron., 58 (2011), n.10, 4717 - 4726
[14]Jarzyna W., Szcześniak P. Praca generatorów elektrowni wiatrowych podczas zapadów napięcia, SENE 2013.
[15] Rouco L., Chan K., Oesterheld J., Keller S., Recent evolution of European grid code requirements and its impact on turbo generator design, IEEE Power and Energy Society General Meeting - PES’12, 22-26 July 2012, 1-9
[16] Xu L., Yi Wang, Dynamic Modelling and Control of DFIG-Based Wind Turbines Under Unbalanced Network Conditions, IEEE Trans. on Power Systems, 22 (2007), n.1,
[17] Liang J., Howard D.F.; Restrepo J.A., Harley R.G., Feedforward Transient Compensation Control for DFIG Wind Turbines During Both Balanced and Unbalanced Grid Disturbances, IEEE Trans. Ind. Appl., 49 (2013), n.3, 1452 - 1463
[18] Hu J., He Y., Xu L., Williams B.W., Improved Control of DFIG Systems During Network Unbalance Using PI-R Current Regulators, IEEE Trans. Ind. Electron., 56 (2009), n.2, 439 - 451
[19] Gopkhale K. P., Controller for a Wound Rotor Induction Machine, U.S. Patent 1999.
[20] Akagi H., Watanabe W. H., Aredes M. Instantaneous power theory and applications to power conditioning, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, 2007.

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

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 98172 "Direct Torque Control of ..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 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

2016-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma