This paper proposes a new simplified model of a doubly fed induction generator (DFIG) that is integrated with a rotor-side converter for studies of large-scale transient stability. This model accurately considers the rotor field dynamics of an induction generator to yield simulation results that are more accurate in terms of voltage stability, as well as angle stability. The purpose of this paper is to provide a simple but effective DFIG model for the study of large-scale transient stability, and to examine the important aspects of rotor voltage and rotor slip power. This new simplified DFIG model with an electric/turbine control system was tested against a six-machine and 23-bus system, and the responses obtained in case studies of transient stability were compared with those of a PSS/E program. Finally, the proposed DFIG model was also validated by comparing the simulation results for a single-machine and infinite-bus system with those of PSCAD/EMTDC

چکیده

این مقاله، یک مدل ساده شده جدید از یک ژنراتور القایی دو سو تغذیه را که برای مطالعات پایداری گذرای بزرگ-مقیاس با یک مبدل سمت روتور، ادغام شده است، پیشنهاد می کند. در این مدل به طور دقیق، دینامیک میدان روتور یک ژنراتور القایی، لحاظ شده تا نتایج شبیه سازی حاصله از نظر پایداری ولتاژ و زاویه از دقت بالاتری برخوردار باشد. هدف از این مقاله، ارائه یک مدل DFIG ساده اما کارآمد برای مطالعه پایداری گذرای بزرگ-مقیاس و همچنین بررسی جنبه های مهم ولتاژ روتور و توان لغزشی آن است. این مدل DFIG ساده شده جدید با یک سیستم کنترل الکتریکی/توربینی در برابر یک سیستم 6 ماشینه 12 گذرگاهه مورد سنجش قرار گرفته و پاسخ های حاصله از نظر پایداری گذرا با خروجی نرم افزار PSS/E مقایسه شده است. در نهایت، مدل DFIG پیشنهادی با مقایسه نتایج شبیه سازی یک سیستم تک ماشینه متصل به شین بی نهایت (SMIB) با نتایج نرم افزار PSCAD/EMTDC اعتبارسنجی شده است.

1-مقدمه

امروزه انرژی بادی به عنوان یک منبع انرژی جایگزین و پاک، توجه سرمایه گذاران را از سراسر جهان به خود معطوف ساخته است. DFIG همراه با سیستم توربین بادی به عنوان یک سیتم تولید برق از باد، دارای ویژگی های جالب توجهی است، چرا که این سیستم با تطبیق کنترل سرعت متغیر، قادر است انرژی بیشتری از باد گرفته و با ترکیب یک سیستم مبدل سرعت بالا با مدارات روتور، بازده ژنراتور القایی (IG) را افزایش دهد. ظرفیت توان این سیستم مبدل به طور معمول، 30% کمتر از ظرفیت ژنراتور القایی در یک سیستم ژنراتور بادی تمام مبدله است. با این حال، از آنجا که سیستم توربین بادی مبتنی بر DFIG پیچیده بوده و با ژنراتورهای سنکرون سنتی متفاوت است، اخیرا تلاش های تحقیقاتی زیادی در زمینه مدلسازی سیستم توربین بادی مبتنی بر DFIG انجام پذیرفته است...