Abstract
This paper presents a mathematical model of a doubly fed induction generator (DFIG) in the positive synchronous reference frame under distorted grid voltage conditions. The oscillations of the DFIG’s electromagnetic torque and the instantaneous stator active and reactive powers are fully described when the grid voltage is harmonically distorted. Four alternative control targets are proposed to improve the system responses during grid harmonic distortions. A new rotor current control scheme implemented in the positive synchronous reference frame is developed.The control scheme consists of a proportional–integral (PI) regulator and a harmonic resonant (R) compensator tuned at six times the grid frequency. Consequently, the fundamental and the fifth- and seventh-order components of rotor currents are directly regulated by the PI–R controller without sequential-component decompositions.The feasibility of the proposed control strategy is validated by simulation studies on a 2.0-MW wind-turbine-driven DFIG system. Compared with the conventional vector control scheme based on standard PI current controllers, the proposed control scheme leads to significant elimination of either DFIG power or torque oscillations under distorted grid voltage conditions
چکیده
این مقاله یک مدل ریاضی از یک ژنراتور القایی با تغذیه دو جهتی (DFIG) در قالب مرجع همگام مثبت تحت شرایط ولتاژ شبکه اعوجاج یافته ارائه می کند. نوسان گشتاور الکترومغناطیسی DFIG و توانهای فعال و غیرفعال لحظه ای استاتور هنگامی که ولتاژ شبکه از لحاظ هارمونیکی دچار اعوجاج شده است، به صورت کامل توصیف می شوند. چهار هدف کنترلی جایگزین برای بهبود پاسخهای سیستم در طی اعوجاج های هارمونیکی شبکه پیشنهاد شده اند. یک طرح جدید کنترل جریان روتور اجرا شده در قالب مرجع همگام مثبت توسعه یافته است. طرح کنترل شامل یک رگولاتور انتگرالی تناسبی (PI) و جبران گر تشدیدشده هارمونیکی در شش زمان فرکانس شبکه است. درنتیجه عناصر مرتبه پنجم و هفتم جریانهای روتور مستقیما توسط کنترل کننده PI-R بدون تجزیه عنصر ترتیبی تنظیم می شود. امکان اجرای راهکار کنترلی پیشنهاد شده توسط بررسی های شبیه سازی در یک سیستم DFIG تحریک شده با توربین بادی 2 مگاوات ارزیابی می شود. در مقایسه با طرح کنترلی برداری معمول مبتنی بر کنترل کننده های جریان PI استاندارد، طرح کنترل پیشنهادی منجر به حذف مشخص توان DFIG یا نوسانات گشتاور تحت شرایط ولتاژ شبکه اعوجاج یافته می شود.
1-مقدمه
انرژی باد که سهم بزرگی در جوامع با کربن محدود دارد، یکی از موضوعات تحقیقات اخیر و پیشرفت جهانی شده است. اخیرا، توربینهای بادی مدرن بیشتر و بیشتری در شبکه های توزیع و شهری با نسبت های X/R پایین و در کشورهای در حال توسعه که شبکه های توزیع کاملا ضعیف هستند، نصب شده است. به عنوان یک نتیجه، کاربرد سیستمهای تولید بادی مبتنی بر الکترونیک قدرت مدرن، توسعه عاملیت های جدید برای توربین های بادی یعنی تنظیم ولتاژ یا فرکانس، عملکرد ناوبری و عملکرد بی وقفه تحت شرایط ولتاژ شبکه غیر ایده ال شامل شیب ولتاژ متقارن، نامتعادلی شبکه و اعوجاجات هارمونیکی را ارتقا داده است...