A direct power control for DFIG under a three phase symmetrical voltage sag condition

Chaves, Juan Sebastián Solís; Barreto, Mariana Silva; Salles, Maurício B. C.; Lira, Valdemir Martins; Jacomini, Rogerio Vani; Filho, Alfeu J. Sguarezi

doi:10.1016/j.conengprac.2017.05.002

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“…As the stator windings of the DFIG are linked directly to the network, when severe voltage drop occurs, high peak currents appear on the stator windings, due to the coupling between the stator and rotor circuit, over currents appear on the rotor winding then the rotor side converter (RSC), which leads to increases the voltage in the DC bus capacitor [16] and the oscillations on the torque, consequently, if no protection measurements were installed, the high currents transient can destroy the rotor side converter and the generator [17]. So to protect the system and keep the DFIG connected to the grid during the period of the fault, several control strategies have been proposed and studied in the literature [6][7][8][9][10][11][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27], these control strategies propose using a hardware protective devices or improving control methods.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Alternatively, many control methods have been developed and proposed; in [16,18] and [24] a DPC was developed to control the stator powers of the DFIG during the voltage sags, the proposed control strategy was verified by laboratory experiments. In [15] a stator flux control method based on the Active Disturbance Rejection Control (ADRC) corrector was applied to maintain the magnetization of the DFIG during the voltage drop associated whit the crowbar devices, this method work well, but when the crowbars were activated the DFIG control is lost.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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A direct power control of a DFIG based-WECS during symmetrical voltage dips

Mensou

Essadki

Nasser

et al. 2020

Prot Control Mod Power Syst

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The Wind Energy Conversion System (WECS) based Doubly Fed Induction Generator (DFIG) has experienced a rapid development in the world, which leads to an increasing insertion of this source of energy in the electrical grids. The sudden and temporary drop of voltage at the network can affect the operation of the DFIG; the voltage dips produce high peak currents on the stator and rotor circuits, without protection, the rotor side converter (RSC) will suffer also from over-current limit, consequently, the RSC may even be destroyed and the generator be damaged. In this paper a new Direct Power Control (DPC) method was developed, in order to control the stator powers and help the operation of the aero-generator during the faults grid; by injecting the reactive power into the network to contribute to the return of voltage, and set the active power to the optimum value to suppress the high peak currents. The DPC method was designed using the nonlinear Backstepping (BS) controller associated with the Lyapunov function to ensure the stability and robustness of the system. A comparison study was undertaken to verify the robustness and effectiveness of the DPC-BS to that of the classical vector control (VC) using Proportional-Integral (PI) correctors. All were simulated under the Simulink® software.

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Section: Introductionmentioning

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A direct power control of a DFIG based-WECS during symmetrical voltage dips

Mensou

Essadki

Nasser

et al. 2020

Prot Control Mod Power Syst

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“…As equações referentes ao modelo matemático do GIDA apresentam indiretamente a velocidade mecânica, pois = − Ω . Neste trabalho considera-se Ω constante para um período de amostragem, devido à constante de tempo mecânica do GIDA ser muito maior que as constantes de tempo elétricas (FILHO, 2010;SOLIS-CHAVES et al, 2017). Sendo assim, como a velocidade síncrona é fixada pela rede, então a mesma hipótese é válida para o escorregamento, o que significa que o escorregamento também pode ser considerado constante durante um período de amostragem.…”

Section: Equações Do Rotor No Gidaunclassified

“…Os parâmetros como e são incrementados em 60% do seus valores, para testar o conjunto de controle finito robusto proposto para o GIDA. Nesse caso, para inserir o erro mencionado, altera-se os valores dos parâmetros no DSP, como feito em (SOLIS-CHAVES et al, 2017). Neste teste, − = 3 a − = 1 e de − = 1 a − = 3 comportam-se conforme representa a figura 37.…”

Section: Teste De Variação Paramétricaunclassified

“…As estratégias de controle orientadas, mencionadas anteriormente, utilizam controladores clássicos do tipo Proporcional -Integral (PI) (POITIERS. ; BOUAOUICHE; MA-CHMOUM, 2009;ABAD et al, 2011) ou, controladores inteligentes como é o caso dos nebulosos (VIEIRA et al, 2007;NGUYEN-THANH;PHAN;VO-VIET, 2016;ZHI-NONG et al, 2009), deadbeat (FILHO;FILHO, 2008;RUPPERT, 2009;FRANCO et al, 2014;SOLIS-CHAVES et al, 2017) onde o controlador é projetado pelas equações discretizadas do GIDA. Neste contexto, o controle preditivo baseado em modelo se torna uma técnica alternativa para o controle de potência devido à flexibilidade e sua estrutura.…”

Section: Introductionunclassified

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Controle preditivo robusto tipo Finite Control Set aplicado ao controle das potências do gerador de indução duplamente alimentado.

Oliveira¹

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aos amigos que fizeram parte desta conquista e aos que acreditam que a educação pode ser o melhor caminho para um mundo melhor. Resumo Oliveira, A. L. de Controle Preditivo Robusto tipo Finite Control Set Aplicado ao Controle das Potências do Gerador de Indução Duplamente Alimentado. 102 p. Tese de doutorado -Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, 2019.Esta tese de doutorado propõe um controlador preditivo robusto tipo finite control set aplicado ao controle das potências do gerador de indução duplamente alimentado. Desta forma, a proposta possui dois membros do vetor tensão predita do rotor, sendo que o primeiro termo calcula a tensão considerando as referências de corrente do rotor e o segundo é projetado considerando os erros devido à estimação dos parâmetros da máquina. Os referidos erros devido a variações de parâmetros são modelados como alterações na corrente do rotor. O vetor de tensão a ser fornecido ao rotor da máquina é selecionado através da minimização de uma função custo. Os resultados obtidos na simulação computacional e em bancada experimental confirmam o desempenho do controlador proposto. Palavras-chave: gerador de indução duplamente alimentado, controle robusto, finite control set, energia eólica, controle preditivo de modelo. Abstract Oliveira, A. L. de . 102 p. Ph.D. Thesis -Polytechnic School, University of São Paulo, 2019.This Ph.D. thesis proposes a robust predictive controller type finite control set applied to control of the powers at doubly fed induction generator. In this way, the proposal has two members of the predicted voltage vector of the rotor, the first term calculating the voltage considering the rotor references current and the second one is projected considering the errors due to the estimation of the machine parameters. The errors due to variations parameter are modeled as changes in the rotor current. The voltage vector to be supplied to the machine rotor is selected by minimizing a cost function. The results obtained in the computational simulation and experimental bench confirm the performance of the proposed controller.

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