Fuzzy optimization strategy of the maximum power point tracking for a variable wind speed system

Abstract

Wind power systems are gaining more and more interests; in order to diminish dependence on fossil fuels. In this paper, we present a variable speed-wind energy global system based on a synchronous generator with permanent magnetic (PMSG). The major goal of this study is to track the maximum power that is present in the turbine. An examination of control methods to extract the MPPT point, from a wind energy conversion system (WECS) under variable speed situations is presented. An intelligent controller based on the fuzzy logic control (FLC) is proposed for regulating permanent magnetic synchronous generator (PMSG) output power, in order to improve tracking performance. The principle of this maximum power point tracking (MPPT) algorithm consists in looking for an optimal operating relation of the maximum power, then tracking this last. We simulated our system with MATLAB-Simulink software. The found results will be debated to elucidate performance of the global system.

Performances of a wind power system based on the doubly fed induction generator controlled by a multi-level inverter

“…Figure 1 represents the block diagram of the wind energy production chain based on the dual fed induction generator (DFIG), associated with a DC/AC converter, and connected to the electrical network. The exerted torque by the wind on the turbine shaft can be deduced directly from (1) by dividing the expression of the mechanical power by the speed of rotation of the engine shaft [14]− [18].…”

Nghiên cứu các thuật toán dò tìm điểm công suất cực đại P&O và FLC cho máy phát điện gió PMSG

“…MPPT có nhiều phương pháp như điều khiển tối ưu moment xoắn (OTC), điều khiển tốc độ đầu cánh (TSR), phản hồi tín hiệu công suất (PFC), thuật toán nhiễu loạn và quan sát (P&O), thuật toán điện dẫn gia tăng (INC), thuật toán điều khiển mờ (FLC),… (Kim et al, 2013;Kumar et al, 2016;Sơn và ctv., 2019). Trong các thuật toán nêu trên thì thuật toán điều khiển mờ (FLC) là thuật toán điều khiển thông minh được sử dụng khá rộng rãi và phổ biến cho các máy phát điện gió có công suất vài kW trở lên (Petrila et al, 2012, Belkacem et al, 2022. Vì vậy trong bài báo này, việc tìm điểm công suất cực đại của hệ thống máy phát điện gió sẽ sử dụng thuật toán FLC với công suất máy phát điện gió 200W vào việc mô phỏng và đồng thời so sánh với thuật toán P&O đang được thương mại rộng rải trên thị trường, nhằm áp dụng cho những nơi có tốc độ gió thấp và diện tích lắp đặt nhỏ.…”

“…Máy phát PMSG được sử dụng nhiều nhất trong các loại máy phát điện gió, ba pha được hình thành thông qua ba cuộn dây stator, mô hình toán học máy phát điện gió được viết như sau(Belkacem et al, 2022):𝑉 𝑑 = -𝑅 𝑠 𝐼 𝑑 -𝐿 𝑑 𝑑 𝑑𝑡 𝐼 𝑑 + 𝜔 𝑒 𝐿 𝑞 𝐼 𝑞(8) 𝑉 𝑞 = -𝑅 𝑠 𝐼 𝑞 -𝐿 𝑞 𝑑 𝑑𝑡 𝐼 𝑞 -𝜔 𝑒 𝐿 𝑑 𝐼 𝑑 + 𝜔 𝑚 ф 𝑓 (𝜔 𝑒 là vận tốc góc của máy phát PMSG (rad/s). 𝜔 𝑒 = 𝑝𝜔 𝑚 (12) Moment điện từ trong máy phát PMSG được mô tả bởi: 𝑑 − 𝐿 𝑞 )𝐼 𝑑 𝐼 𝑞 + 𝐼 𝑞 ф 𝑓 ](N.m) (13) Trong đó: L q và L d : độ tự cảm của máy phát trên trục d và q (H) R s : điện trở stator (Ω) I q và I d : dòng điện trên trục d và q (A) V q và V d : điện thế trên trục d và q (V) ф 𝑓 : từ thông của nam châm vĩnh cữu (Wb) Phương trình động học của chuyển động là: 𝑇 𝑚 − 𝑇 𝑒 = 𝐽. 𝑑𝜔 𝑚 𝑑𝑡 (14) Trong đó: J là moment quán tính (kg.m 2 ).…”

Design and DSP implementation in HIL of nonlinear observers for a doubly fed induction aero-generator

“…However, some of these variable speed methods require a wind speed estimation strategy, which is a challenge to perform during high-speed wind variations to be able to derive the maximum power thanks to the maximum power point tracking (MPPT) strategy [2]. For this type of application, the DFIG associated with electronic power converters is today the most used machine [3]. Due to the stochastic nature of the wind, the WECS is equipped with an energy optimisation system.…”