An Approach for Switched Reluctance Generator in a Wind Generation System With a Wide Range of Operation Speed

Abstract

This paper presents a complete approach for switched reluctance generator (SRG) in variable wind energy conversion systems. Two forms of direct power control (DPC) and a commutative system that allows SRG performance at a wide range of speed variations are proposed. Thus, more mechanical energy can be captured in wind generation. In the proposed structure, the SRG operates in a self-excited mode using a common dc bus system of a voltage source inverter connected to an electrical grid. DPCs are proposed by hysteresis of the SRG phase current for low-speed operation (DPC-LS) and by a single pulse of current for high-speed operation (DPC-HS). The low-pass filter employed to obtain the average power generated may slow down the response of the control system of the DPC applied to SRG. To improve the system performance, sliding mode controllers in DPCs were used. For operation throughout a wide speed range, the DPC-LS and DPC-HS controls should be joined. Therefore, a commutative system with smooth transition between DPC modes is proposed. Finally, simulations and experimental tests were conducted to verify the behavior of the proposed arrangement. The results confirmed correct operation of the proposed system.

Controle Robusto Aplicado a Geradores de Relutância Variável Conectados à Rede

“…Entretanto, temse como desvantagem uma potencial perda de desempenho em regiões de operação distantes do ponto de projeto [12]. Neste sentido, para garantir desempenho robusto em GRVs, diferentes estratégias têm sido utilizadas [5], [6], [8], [13]. Por exemplo, uma estratégia de controle de potência com gain scheduling é proposta em [5], em que um controlador PI é ajustado de acordo com a velocidade rotórica, buscando bom desempenho ao longo de toda faixa de operação.…”

“…Por exemplo, uma estratégia de controle de potência com gain scheduling é proposta em [5], em que um controlador PI é ajustado de acordo com a velocidade rotórica, buscando bom desempenho ao longo de toda faixa de operação. Em [6], duas técnicas de controle direto de potência para GRVs são discutidas, sendo um controlador sliding mode utilizado para operação na região de controle de corrente. Em [13], um controlador baseado em passividade aplicado a um GRV é apresentado.…”

“…Alguns estudos visam abordar a conexão de GRVs à rede [5], [6], [22]- [24]. Por exemplo, em [23], é apresentada a conexão por meio de um filtro L monofásico.…”

“…Em [5], considerando uma turbina eólica de velocidade variável e interface com a rede por meio de filtro L trifásico, é apresentada uma estratégia de controle para garantir a operação no ponto de máxima eficiência aerodinâmica do gerador, onde, novamente, são utilizados controladores PI para o controle do gerador e PR para controle das correntes injetadas na rede. Também considerando conexão com a rede por meio de filtro L trifásico, em [6], um esquema de controle para um GRV operando em uma ampla faixa de velocidade é apresentado, onde são propostos dois algoritmos para o controle de potência, um para operação em baixa e outro para operação em alta velocidade. São utilizados ângulos ótimos de disparo e controlador sliding mode (SM) para melhorar o desempenho geral do sistema.…”

Some Basic and Key Issues of Switched-Reluctance Machine Systems

“…SRM can be operated as a generator by properly allocating winding current at negative winding inductance slope region [18][19][20]. Owing to the rigid mechanical structure and ease of starting for cogging torque-free nature, SRM is suited to be a wind generator.…”