The aim of this paper is to improve the reactive power compensation and active filtering capability of a Wind Energy Conversion System (WECS). The proposed algorithm is applied to a Doubly Fed Induction Generator (DFIG) with a stator directly connected to the grid and a rotor connected to the grid through a back-to-back AC-DC-AC PWM converter. The control strategy of the Rotor Side Converter (RSC) aims, at first, to extract a maximum of power under fluctuating wind speed. Then, depending on the rate power of the RSC, the power quality can be improved by compensating the reactive power and the grid harmonics current due to nonlinear loads. Hence, the RSC is controlled in order to manage the WECS function’s priorities, between production of the maximum active power captured from the wind, and power quality improvement. The main goal of the proposed control strategy is to operate the RSC at its full capacity, without any over-rating, in terms of reactive power compensation and active filtering capability. Elsewhere, the Grid Side Converter (GSC) is controlled in such a way to guarantee a smooth DC voltage and ensure sinusoidal current in the grid side. Simulation results show that the wind turbine can operate at its optimum power point for a wide range of wind speed and power quality can be improved. It has been shown also that the proposed strategy allows an operating full capacity of the RSC in terms of reactive power compensation and active filtering

چکیده

هدف از این مقاله بهبود جبران ساز توان راکتیو و بهبود قابلیت فیلترینگ اکتیو سیستم تبدیل انرژی بادی (WECS)  است. الگوریتم پیشنهادی به ژنراتور القایی با تغذیه دوبل(DFIG)  به همراه اتصال مستقیم استاتور به شبکه و اتصال روتور به شبکه از طریق مبدل PWM  پشت به پشت AC-DC-AC  اعمال شده است. هدف از استراتژی کنترلی در سمت روتور مبدل (RSC)، استخراج حداکثر توان تحت نوسان سرعت باد می باشد. سپس، بسته به نرخ توان RSC، کیفیت توان می تواند با جبران سازی توان راکتیو و هارمونیک های جریان شبکه با توجه به بارهای غیر خطی بهبود یابد. از این رو، RSC  به منظور مدیریت توابع عملیاتی WECS ، بین تولید حداکثر توان از انرژی باد و بهبود کیفیت توان، کنترل شده است. هدف اصلی از استراتژی کنترل پیشنهادی، عملکرد RSC در ظرفیت کامل آن، (بدون هیچ گونه اضافه بار)، بر حسب جبران ساز توان راکتیو و قابلیت فیلتر اکتیو  می باشد. به عبارت دیگر، مبدل سمت شبکه (GSC)  طوری کنترل می شود که ولتاژ DC همچنان بدون افست (هموار) و شکل موج جریان در سمت شبکه سینوسی باقی بماند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که توربین بادی می تواند در نقطه بهینه توان برای طیف گسترده ای از سرعتهای باد عمل کند و کیفیت توان نیز  بهبود یافته است. همچنین نشان داده شده است که استراتژی پیشنهادی این امکان را می دهد تا ظرفیت کامل عملیاتی RSC  بر حسب جبران ساز توان راکتیو و فیلتر اکتیو اعمال شود.

1-مقدمه

انرژی بادی با توجه به طبیعت پاک و تجدید پذیر آن، یکی از مهم ترین منابع تجدید پذیر انرژی در جهان است. با ترکیب این انرژی با دیگر منابع انرژیهای تجدید پذیر، مانند انرژی خورشیدی، بحران انرژی جهان در آینده را می توان حل نمود [1] . در مقایسه با گذشته و با توجه به یکپارچکی (ادغام) بارهای غیر خطی در شبکه، نقش اصلی WECS  نه تنها تصرف ماکزیمم توان از انرژی بادی می باشد بلکه کیفیت توان را نیز باید بهبود بخشد [1]، در نتیجه، با توسعه مزارع بادی که در شبکه با هم ترکیب شده اند، کیفیت توان می تواند در آینده به نحو احسن بهبود یابد...