This paper represents a Fuzzy High ‑Order Super Twisting Sliding Mode (F -HOSTSM) controller in order to control power active and reactive of Double Fed Induction Generator (DFIG). This method uses good qualities of both fuzzy idea and high ‑order Super Twisting sliding ‑mode control so that not only the power active and reactive can be efficiently controlled, but also the amount of chattering in control effort will be significantly helped to reduce. More than that the amount of control ef fort will decrease to its half in comparison to that in HOSTSM controller. The efficiency of the proposed controller is validated by computer simulation. Results got in Matlab/Simulink environment show that the (F ‑HOSTSM) is more robust; prove excellent performance for the control unit by improving power quality and stability of wind turbine.
PL
W artykule przedstawiono sterownik rozmytego trybu superskrętnego ślizgowego wysokiego rzędu (F -HOSTSM) w celu sterowania mocą czynną i bierną generatora indukcyjnego z podwójnym zasilaniem (DFIG). Metoda ta wykorzystuje do bre cechy zarówno koncepcji rozmytej, jak i sterowania w trybie przesuwania Super Twisting wysokiego rzędu, dzięki czemu można nie tylko efektywnie kontrolować moc czynną i bierną, ale także znacznie zmniejszyć ilość drgań podczas sterowania. Co więcej, wysiłek związany ze sterowaniem zmniejszy się o połowę w porównaniu do tego w kontrolerze HOSTSM. Sprawność proponowanego sterownika została potwierdzona poprzez symulację komputerową. Wyniki uzyskane w środowisku Matlab/ Simulink pokazują, że (F -HOSTSM) jest bardziej wytrzymały, co świadczy o doskonałej wydajności jednostki sterującej poprzez poprawę jakości energii i stabilności turbiny wiatrowej.
Currently, renewable energy sources play an important role in the global energy balance. Among them, wind electric installations occupy a special place. As wind turbines develop and their power increases, their design also improves. Therefore, when improving the mechanical parts of the design of wind electric installations, the electrical control and monitoring systems are being improved and become more complex. One of the main tasks in wind energy is the choice of a method for controlling the power of wind turbines. To achieve this, this article discusses several methods for controlling the power of wind turbines. The article shows a graph of the dependence of the generated power on the speed of the wind wheel at various wind speeds. An analysis has been made of methods for controlling the power of wind turbines at constant and variable speed, controlling power by stepwise changes in the speed of the wind wheel by switching the generator windings, controlling the power of wind turbines by changing the gear ratio of the wind turbine multiplier, etc. The advantages and disadvantages of these methods are given, thanks to which we can find out which of them is the most effective and profitable at present.
PL
Obecnie odnawialne źródła energii odgrywają ważną rolę w światowym bilansie energetycznym. Wśród nich szczególne miejsce zajmują elektrownie wiatrowe. W miarę rozwoju turbin wiatrowych i wzrostu ich mocy, poprawia się również ich konstrukcja. Dlatego też w miarę udoskonalania części mechanicznych konstrukcji elektrowni wiatrowych, elektryczne systemy sterowania i monitorowania są ulepszane i stają się coraz bardziej złożone. Jednym z głównych zadań energetyki wiatrowej jest wybór metody sterowania mocą turbin wiatrowych. Aby to osiągnąć, w artykule omówiono kilka metod sterowania mocą turbin wiatrowych. W artykule przedstawiono wykres zależności generowanej mocy od prędkości koła wiatrowego przy różnych prędkościach wiatru. Dokonano analizy metod sterowania mocą turbin wiatrowych przy stałej i zmiennej prędkości obrotowej, sterowania mocą poprzez skokowe zmiany prędkości koła wiatrowego poprzez przełączanie uzwojeń generatora, sterowania mocą turbin wiatrowych poprzez zmianę przełożenia przekładni mnożnik turbiny wiatrowej itp. Podano zalety i wady tych metod, dzięki czemu możemy dowiedzieć się, która z nich jest obecnie najbardziej efektywna i opłacalna.
The paper presents a location-based approach to controlling the power of device-to-device (D2D) underlay of a frequency reuse-1 cellular system. The system allows for direct communication to share uplink resources with cellular users. As a result, both D2D and cellular users are experiencing additional interferences in the system. By controlling the output power of the devices, these interferences can be mitigated and the performance of the network can be improved in terms of better spectral and energy efficiency. The proposed location-based target signal-to-interference ratio power control scheme for D2D communications utilizes information about users' locations to estimate the interference level experienced by the receiver of the direct link. Based on this estimation, an appropriate transmit power can be determined. The performance of the proposed power control solution is investigated via system level simulations.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ocena skutków termomodernizacji budynku dotyczy zazwyczaj redukcji zapotrzebowania na moc i energię użytkową. Powszechnie stosowane docieplenie ścian zewnętrznych, stropów ostatnich kondygnacji lub połaci dachowych, wymiana okien i redukcja strat przez wentylację, przy niezmienionej instalacji grzewczej przynosi jednak dodatkowy, pozytywny efekt. Instalacja grzewcza zaprojektowana dla warunków większego zapotrzebowania na moc cieplną, pozwala zredukować wymaganą temperaturę zasilania. W okresie, gdy wymagana temperatura zasilania określana jest potrzebami związanymi z centralnym ogrzewaniem, następuje również obniżenie temperatury powrotu. Efekt ten, co prawda, nie przekłada się na zużycie energii użytkowej, jednak w sposób bezpośredni przenosi się na zapotrzebowanie na moc i zużycie energii końcowej oraz pierwotnej. Efektywność wykorzystania źródeł energii zazwyczaj rośnie wraz ze spadkiem wymaganej temperatury zasilania. Dotyczy to zarówno źródeł konwencjonalnych, jak i odnawialnych. W przypadku źródeł odnawialnych, zwłaszcza: energii geotermalnej, pomp ciepła i kolektorów słonecznych, redukcja wymaganej temperatury zasilania przynosi największe efekty. Oprócz wzrostu sprawności samych źródeł, skróceniu ulega okres wykorzystania źródeł wspomagania szczytowego, jeżeli ich działanie jest wymagane. W przypadku źródeł konwencjonalnych znaczących efektów obniżenia temperatury zasilania oczekiwać można w przypadku stosowania kotłów kondensacyjnych. W artykule omówiono wpływ wybranych, i stosowanych powszechnie, działań termomodernizacyjnych na obniżenie wymaganej temperatury zasilania i osiąganą temperaturę powrotu nośnika ciepła w instalacji grzewczej. Efekt ten został określony jako wzrost efektywności wykorzystania energii geotermalnej, związany ze skróceniem czasu wykorzystania źródeł wspomagających.
XX
The assessment of the effects of the use of thermal retrofitting usually focuses on the aspects of reducing the demand for power and usable energy. Commonly used insulation of external walls, ceilings of the last storeys or roofs, replacement of windows and reduction of losses through ventilation, with an unchanged heating system, however, brings an additional, positive effect. A heating installation designed for higher power demand conditions allowsfor the reduction of the required supply temperature. In a period when the desired supply temperature is controlled by central heating, decrease in return temperature might also be observed. This effect does not affect usable energy consumption but directly affects the demand for power, final energy and primary energy. Energy utilisation efficiency typically increases as the required supply temperature decreases. This applies to both conventional and renewable sources. In the case of renewable sources, mainly: geothermal energy, heat pumps and solar collectors reducing the required supply temperature brings the most significant effects. In addition to the increase in the efficiency of the sources themselves, peak sources are shortened, whenever their use is needed. In the case of conventional sources, significant effects of reducing the required supply temperature can be expected when condensing techniques are used. The article discusses the impact of commonly used thermal retrofitting on adjusting the user’s requirements to reduce the demand for the required supply temperature and the achieved return temperature of the working medium in heating installations. This effect was converted into an increase in the efficiency of use and shortening the need to use peak sources.
The blustery growth of high data rate applications leads to more energy consumption in wireless networks to satisfy service quality. Therefore, energy-efficient communications have been paid more attention to limited energy resources and environmentally friendly transmission functioning. Countless publications are present in this domain which focuses on intensifying network energy efficiency for uplink-downlink transmission. It is done either by using linear precoding schemes, by amending the number of antennas per BS, by power control problem formulation, antenna selection schemes, level of hardware impairments, and by considering cell-free (CF) Massive-MIMO. After reviewing these techniques, still there are many barriers to implement them practically. The strategies mentioned in this review show the performance of EE under the schemes as raised above. The chief contribution of this work is the comparative study of how Massive MIMO EE performs under the background of different methods and architectures and the solutions to few problem formulations that affect the EE of network systems. This study will help choose the best criteria to improve EE of Massive MIMO while formulating a newer edition of testing standards. This survey provides the base for interested readers in energy efficient Massive MIMO.
Problems related to power control of low power-output steam turbines are analyzed. These turbines are designed to operate in distributed power generation systems. Principles of automatic control involving a single control valve are presented on the basis of experience gathered with high power-output turbines. Results of simulations of power control for a low power-output turbine are discussed. It has been proven that closing of the control system and an application of a power controller (of optimally selected parameters) improves the object dynamics (shortening of the transition period). At the same time, a lack of such optimization can results in occurrence of undesirable phenomena such as: overshoot in the generator power characteristics, elongation of the response time to disturbance or overshoot of turbine control valves.
In order to overcome the shortcoming of large switching losses caused by variable switching frequency appears in the conventional finite control set model predictive control (FCS-MPC) algorithm, a model predictive direct power control (MP-DPC) for an energy storage quasi-Z-source inverter (ES-qZSI) is proposed. Firstly, the power prediction model of the ES-qZSI is established based on the instantaneous power theory. Then the average voltage vector in the 𝛼𝛽 coordinate system is optimized by the power cost function. Finally, the average voltage vector is used as the modulation signal, and the corresponding switching signal with fixed frequency is generated by the shoot-through segment space vector pulse width modulation (SVPWM) technology. The simulation results show that the ES-qZSI realizes six shoot-through actions per control cycle and achieves the constant frequency control of the system, which verifies the correctness of the proposed control strategy.
The FACTS (Flexible AC Transmission System) devices have been considered as excellent controllers in a power system for better reliability and transmission capacity on a long-term and cost-effective basis. The static synchronous series compensator (SSSC) is one of robust FACTS devices that can control the flow of power in AC lines. In this paper, modelling and simulation of active and reactive power flow control in transmission lines and voltage control using SSSC with adaptive neuro-fuzzy logic is proposed. The mathematical model of SSSC in power flow is also proposed. The results show the ability of SSSC to control the flow of power in the AC lines of power system within line voltage limitations.
PL
Przedstawiono modelowanie i symulację sterowania przepływem mocy czynnej I biernej przy wykorzystaniu SSSC (synchroniczne kompensatory szeregowe) oraz zastosowaniu adaptacyjnej logiki neuro-fuzzy. Przedstawiono model matematyczny systemu SSSC.
W artykule rozważono możliwości pracy wyspowej turbozespołów wiatrowych w różnych układach sieciowych. Do realizacji badań wykorzystano model sieci składający się z turbozespołu wiatrowego, obciążenia oraz elektrochemicznego zasobnika energii. Rozważono dwa przypadki pracy sieci wyspowej: bez zasobnika i z zasobnikiem energii. Wyniki badań symulacyjnych przedstawiono w postaci wykresów ilustrujących bilanse mocy czynnej i biernej w układzie oraz zmiany wielkości elektromechanicznych charakteryzujących pracę turbozespołu.
EN
The article considers the possibilities of islanding operation of wind turbines in different network systems. A network model consisting of a wind turbine, load and electrochemical energy storage was used to carry out the research. Two cases of island network operation were considered: without storage and energy storage. The results of simulation tests were presented in the form of graphs illustrating active and reactive power balances in the system and changes in electromechanical quantities characterizing the operation of the wind turbine.
Praca dotyczy sieci bezprzewodowych czujników. Prezentowany jest ogólny model tego typu sieci. Szczególna uwaga jest zwrócona na metody oszczędzania energii oraz energooszczędne i bezpieczne protokoły komunikacyjne stosowane w bezprzewodowych sieciach sensorowych. Omawiane są dwa podstawowe podejścia do efektywnego zarządzania zasobami energetycznymi urządzeń tworzących sieci, tj. sterowanie aktywnością węzłów oraz sterowanie poziomem mocy nadawanego sygnału. Prezentowane wyniki badań symulacyjnych i laboratoryjnych potwierdzają, że zastosowanie tych rozwiązań pozwala na efektywne gospodarowanie zasobami energetycznymi sieci co znacząco podnosi jej ˙zywotność i niezawodność.
EN
The paper is concerned with wireless sensor networks (WSN). The formal model of a WSN system is presented. Next properties, limitations and basic issues related to development of wireless sensor network applications are investigated. The focus is on energy aware inter-node communication strategies. The approaches to power control and activity control of nodes are briefly summarized. The results of the performance evaluation of energy aware protocols through simulation and testbed implementation are presented and discussed. The presented results confirm the efficiency of discussed techniques in energy saving and extending the lifetime and reliability of WSN.
Artykuł przedstawia oferowany przez firmę ABB, oparty na chmurze, system monitoringu rozdziału energii elektrycznej z wykorzystaniem wyłączników powietrznych Emax 2 i modułów Ekip Com Hub.
EN
The paper presents ABB's cloud-based monitoring system for the distribution of electricity using Emax 2 air circuit-breakers and Ekip Com Hub modules.
Harvesting energy is one of the method to mitigate energy deficiency, prolong device lifetime in cognitive femtocell network (CFN). Moreover, the energy harvesting can reduce the battery size of all secondary user (SU) devices used in CFNs. In the paper, an algorithm to maximise the average throughput of the secondary system over a time slot is presented. Additionally, increased throughput performance can improve the energy budget of SUs. The numerical simulation results prove the correctness of the analysis and the possibility of applying it in practical situations.
PL
Przechwytywanie energii emitowanej przez przekaźniki radiowe jest jedną z metod łagodzenia niedoboru energii i przedłużania żywotności urządzeń kognitywnej sieci femtokomórkowej (CFN). Tego rodzaju pozyskiwanie energii może też zmniejszyć rozmiar baterii wszystkich urządzeń nielicencjonowanych użytkowników (SUs) używanych w CFN. W artykule przedstawiono algorytm maksymalizujący przepustowość urządzeń SUs. Dodatkowo zwiększona przepustowość może poprawić budżet energetyczny tych urządzeń. Wyniki symulacji dowodzą poprawności analizy i możliwości jej zastosowania w sytuacjach praktycznych.
There are many scenarios that have been proposed for fifth generation (5G) networks. Some of them, if implemented, will bring fundamental changes at the architectural and node level. One example of such proposed technologies is device-to-device (D2D) communications which will change the nature of conventional cellular network design. D2D permits direct communication between two or more user devices without intervention of the base station (i.e. eNB). D2D can ensure network performance improvement over the traditional cellular network, because it can offload the mobile data traffic from the other devices. However, applying D2D features in a cellular network will bring about more complex interference problems, since D2D communication uses the same band as its underlying cellular communication network. The aim of this research is to investigate interference-related problems caused by D2D communications, affecting the underlying cellular networks, during downlink and uplink transmissions. The paper examines the use of power control methods to mitigate interference. A comparison is offered between fixed power level (FC) with or without power control, and adaptive power controls using two methods (AC1 and AC2), on a base station or on each of the D2D devices, based on the measured signal to interference plus noise ratio (SINR). The simulation results show that both power control methods contribute to improvement of network performance. AC1 and AC2 can improve SINR by about 1 dB and 0.5 dB compared to FC in a downlink transmission, and by 0.5 dB in an uplink transmission.
This paper describes the control modes (boiler follow and turbine follow) commonly used in the operation of thermal power units for automatic active power control of power plants in the Polish National Power System. The benefits and disadvantages of both control modes are discussed. A novel concept is presented for a so-called smooth control of active power, which is based on real-time grouping of several power units to operate as one (in the so-called substitute unit) in both control modes discussed here and with boiler follow as the predominant mode. As demonstrated by initial research and simulation, this novel approach to power unit group control (operated to one bus bar) meets the accuracy of active power control specified by the Transmission System Operator (TSO). The completed simulations and studies also reveal that application of smooth active power control will help reduce the negative effects present in currently applied individual power unit control (with each power unit operated independently in turbine follow). The novel concept will also reduce the number of control processes and eliminate a considerable part of internal disturbances of the substitute unit is eliminated so they will not be transferred to the power system. Furthermore, implementation of the novel concept can help reduce fuel combustion, meet the environmental protection targets by reducing harmful gas and particulate emissions, and extend the operating life of power unit thermal and pressure equipment.
PL
Opisano powszechnie stosowane tryby pracy bloków cieplnych („prowadzący kocioł” i „prowadząca turbina”) wykorzystywane do automatycznej regulacji mocy czynnej w elektrowniach pracujących w KSE. Omówiono zarówno wady, jak i zalety obu trybów pracy. Przedstawiono nowatorską koncepcję tzw. łagodnej regulacji mocy czynnej, opartą na tworzeniu w czasie rzeczywistym grupy złożonej z kilku bloków pracujących jako całość (wieloblok) w omówionych trybach pracy, z przewagą trybu wiodący kocioł. Jak wykazały prace wstępne i symulacje, przedstawione nowatorskie podejście do regulacji grupą bloków (pracującą na wspólne szyny) spełnia wymagania dotyczące dokładności regulacji mocy czynnej wymaganej przez operatora systemu przesyłowego (Polskie Sieci Energetyczne – PSE). Ponadto wykonane analizy i symulacje wskazują, że zastosowanie tej regulacji pozwoli na ograniczenie nega- tywnych skutków występujących przy obecnie stosowanej regulacji indywidualnej dla każdego bloku (bloki pracują indywidualnie w trybie „prowadzącej turbiny”). Proponowane rozwiązanie ograniczy liczbę wymaganych procesów regulacji i zlikwiduje znaczną część zakłóceń bloku, nie przenosząc ich do systemu elektroenergetycznego. Wprowadzenie proponowanego rozwiązania będzie skutkować ograniczeniem ilości spalanego paliwa, zmniejszeniem emisji szkodliwych gazów i pyłów oraz wydłużeniem czasu eksploatacji urządzeń cieplnych i ciśnieniowych bloków.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono i przeanalizowano system sterowania generatora do nagrzewania indukcyjnego o sterowanej topologii LLC. Kaskadowy regulator mocy pozwala na stopniowane sterowanie zarówno napięciem zasilania, częstotliwością, jak i indukcyjnością szeregową układu LLC. Zasadniczą częścią zaprojektowanego systemu jest układ logiki programowalnej FPGA, w którym zaimplementowano strukturę umożliwiającą pomiar z wysoką częstotliwością próbkowania i analizę 12 sygnałów analogowych.
EN
In this paper there is presented and analysed a control system for induction heating using topology LLC in which it is used cascade power controler. Main part of this system is programmable logic device FPGA in which there is implemented a structure enabling measurement and analysis of 12 analog sygnals with extremelty high frequency of sampling.
The purpose of this paper is to show a new state observer for doubly-fed generator. A proposed z-type observer algorithm based on mathematical model of doubly fed generator with additional variables treated as a disturbances has been used. A nonlinear multiscalar control method has been proposed to control active and reactive power of the generator. All analyses were verified by simulations and experiments tests.
Properties and control of a doubly fed induction machine operating under unbalanced grid voltage conditions have been presented. The proposed method does not include symmetrical sequences decomposition and is realized in a rotating frame not synchronized either with the grid voltage vector or with the stator flux vector. The method uses a reference torque and the reference q component of instantaneous power for calculation of the reference stator current. Next, calculation of magnetizing current for a given unbalanced grid voltage is used to assign the reference rotor current. Due to the fact that the reference current contains both a positive and a negative sequence, a proportional-integral-resonant controller is used. The main control target is the non-oscillatory waveform of torque, whereas other separate strategies like symmetrical stator current or sinusoidal rotor current can be easily obtained by adequate filtration of the reference control signals of the stator or rotor currents, respectively. The simulation results of the 2 MW model have been presented for a doubly fed induction generator as well as the results of laboratory tests with the use of a small scale 7.5 kW machine.
Artykuł przedstawia układ sterowania elektrownią wiatrową z generatorem asynchronicznym klatkowym o mocy 11 kW. Generator asynchroniczny w porównaniu do generatora synchronicznego cechuje niższy koszt i większa niezawodność, jednak ze względu na zjawiska związane ze wzbudzeniem, konieczne jest stosowanie bardziej złożonego układu przekształtnikowego oraz dodatkowej aparatury wspomagającej działanie elektrowni wiatrowej w rzeczywistych warunkach. W rezultacie układ sterowania przekształtnika energoelektronicznego sprzęgającego generator z siecią energetyczną wymaga dodatkowego rozbudowania o możliwość zarządzania całą elektrownią. W artykule omówiono zagadnienia i wyniki eksperymentalne związane ze stanami pracy systemu małej elektrowni wiatrowej oraz pętlami sterowania procesem przetwarzania mocy.
EN
The article presents the control system wind turbine with asynchronous squirrel cage generator with a capacity of 11 kW. Asynchronous generator compared to the synchronous generator characterized by a lower cost and higher reliability, but because of the phenomena associated with excitation, it is necessary to use a more complex system of the converter and an additional devices supporting the operation of the wind power plant under realistic conditions. As a result, control of the power electronic inverter coupling generator with power grid requires additional expand on the ability to manage the entire power plant. The article discusses the issues and experimental results related to the states of the system of small wind power plant and process control loops of power processing.
One of the serious problems faced by the researchers in creating HCCI-engine is impossibility to arrange on the practice the regulation of its power. The problem of power control of HCCI engine can be solved using discrete frequency method of adjustment. Such method that can be used in multi cylinder internal combustion engine is proposed and justified. This method allows the engine to operate in the whole range of possible modes with rated power fuel supply (it means with the optimal workflow in the cylinder), which is especially important for the HCCI-engines.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Electric Arc Furnaces (EAFs) are facilities with an intensive use of energy where small improvements in their control imply significant electrical energy savings. The electric arcs are highly nonlinear and chaotic; a power theory for non-sinusoidal voltages and currents is needed for the analysis of the EAFs. The Current´s Physicals Components (CPC) power theory allows an advanced engineering analysis of the energy transfer at arc furnaces since each one of the current components can be used as performance indicators to improve EAFs power control.
PL
Piece łukowe są bardzo nieliniowe i chaotyczne dlatego są bardzo trudne do analizy. Wykorzystanie teorii CPC (Current Physical Components) umożliwia bardziej dokładną analizę przenoszenia energii i poprawę sterowania mocą.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.