A deadbeat direct power control applied to doubly-fed induction aerogenerator under normal and sag voltages conditions

Franco, Ricardo Augusto Pereira; Capovilla, C. E.; Jacomini, Rogerio Vani; Altana, J. A. T.; Filho, Alfeu J. Sguarezi

doi:10.1109/iecon.2014.7048762

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“…Neste caso, o tempo de acomodação da resposta do sistema tornase relativamente alto. Para melhorar a resposta dinâmica do controlador, ou seja, para diminuir o tempo de acomodação da resposta do sistema controlado, será adicionada uma malha de controle Deadbeat baseada na variação da saída [26], que é diferente do controlador Deadbeat proposto por Franco et al [18]. Assim, a entrada total é dada por:…”

Section: A Teoria Do Controlador Deadbeat Independenteunclassified

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Controle Direto De Potência Do Tipo Deadbeat Com Desacoplamento Do Fluxo Do Estator Para O Gerador De Indução Duplamente Alimentado

Chaves¹,

Cortes²,

Salles³

et al. 2017

Eletrônica de Potência

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Resumo -Neste artigo é proposto um algoritmo de controle direto de potência, operando a velocidade variável e robusto às variações nos parâmetros de um gerador de indução duplamente alimentado, cuja aplicação é realizada em sistemas eólicos em condições normais de operação. O controlador possui duas malhas de controle: uma para o desacoplamento do fluxo do estator e outra malha de controle Deadbeat. O controlador calcula o vetor de tensão fornecido ao rotor a fim de garantir que a potência ativa e reativa atinjam seus valores de referência desejados. A dependência do algoritmo às variações dos parâmetros foi investigada, assim como a influência dos erros na estimativa desses parâmetros. Simulações em Matlab/Simulink e testes com uma bancada experimental foram feitos para analisar a eficácia do algoritmo proposto.Palavras-chave -Controle Deadbeat, Controle Direto de Potência, Energia Eólica, Gerador de Indução Duplamente Alimentado. A DEADBEAT DIRECT POWER AND DECOUPLED STATOR FLUX CONTROL FOR DFIGAbstract -This paper proposes a direct power control algorithm, operating at variable speed and robust to parameter variations for a Doubly Fed Induction Generator-based wind power generation system. This scheme uses two control loops, one for decoupled stator flux and another one for Deadbeat direct power controller. The control algorithm estimates the voltage vectors to be supplied to the rotor in order to guarantee that active and reactive powers reach their desired reference values. The algorithm parameter dependence and their variations were investigated, together with the influence of the estimation errors for these parameters. Simulations in Matlab/Simulink and experimental results are carried out to validate the effectiveness of the proposed controller during normal operation conditions.

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Section: A Teoria Do Controlador Deadbeat Independenteunclassified

“…Franco et al [18] propuseram um controlador Deadbeat para o CDP. Apesar do desempenho satisfatório do controlador durante operação normal e em afundamento de tensão, não foram consideradas variações paramétricas na formulação do controlador e isso pode degradar o desempenho do controlador.…”

Section: Introductionunclassified

Controle Direto De Potência Do Tipo Deadbeat Com Desacoplamento Do Fluxo Do Estator Para O Gerador De Indução Duplamente Alimentado

Chaves¹,

Cortes²,

Salles³

et al. 2017

Eletrônica de Potência

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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%

“…The crowbar circuits protection are the most popular solution, the principle of this technology, is to connect directly a resistance bank to the rotor of the DFIG when voltage sag is detected, and the doubly-fed induction generator becomes likes a squirrel cage machine [3,18,19], that make the generator consumes more reactive power, which leads to voltage instability [20]. This solution limits the high current transient and protects the power converter, but the controllability of the generator becomes impossible [17], so the control of reactive power is lost under the crowbar operation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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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“…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

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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A deadbeat direct power control applied to doubly-fed induction aerogenerator under normal and sag voltages conditions

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Controle Direto De Potência Do Tipo Deadbeat Com Desacoplamento Do Fluxo Do Estator Para O Gerador De Indução Duplamente Alimentado

Controle Direto De Potência Do Tipo Deadbeat Com Desacoplamento Do Fluxo Do Estator Para O Gerador De Indução Duplamente Alimentado

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

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

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