Control of a variable speed wind turbine system with PMSG generator

• Autorzy: Gajewski P. , Pieńkowski K.

Warianty tytułu

PL

Sterowanie systemem turbiny wiatrowej o zmiennej prędkości z generatorem PMSG

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The efficiency of the variable speed wind energy conversion system (WECS) can be significantly improved by using the optimal control strategy. The article presents the converter system of wind Energy conversion with variable-speed wind turbine. The considered system consists of wind turbine with permanent magnet synchronous generator (PMSG), the machine-side converter, grid-side converter and control circuits. The mathematical model of wind power system and the PMSG generator have been described. The control algorithms of the converter systems based on the vector control methods have been applied. In the control system of the machine-side converter the optimal control method has been used. In the control system of grid-side converter the method of VOC (Voltage-Oriented-Control) control of active and reactive power delivered to grid has been applied. The performed simulation studies proved the high effectiveness of the proposed methods of vector control.

PL

Sprawność systemu elektrowni wiatrowej o zmiennej prędkości można znacznie poprawić stosując optymalne algorytmy sterowania. W artykule przedstawiono przekształtnikowy system elektrowni wiatrowej z turbiną wiatrową o zmiennej prędkości. Rozpatrywany system elektrowni wiatrowej składa się z turbiny wiatrowej bezpośrednio połączonej z generatorem synchronicznym o magnesach trwałych, przekształtnika maszynowego, przekształtnika sieciowego i układów sterowania. Opisano model matematyczny turbiny wiatrowej oraz generatora PMSG. Do sterowania układami przekształtnikowymi wykorzystano wektorowe metody sterowania. Do sterowania przekształtnikiem maszynowym wykorzystano algorytmy sterowania optymalnego. W układzie sterowania przekształtnika sieciowego zastosowano metodę VOC (Voltage-Oriented-Control) ze sterowaniem przepływem mocy czynnej i biernej dostarczanej do sieci. Badania symulacyjne wykazały dobrą skuteczność proponowanych wektorowych metod sterowania.

Słowa kluczowe

EN

PMSG generator; power converter control; simulation studies

PL

generator PMSG; przekształtnikowe systemy sterowania; badania symulacyjne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 3 (107)
• Strony: 75--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Gajewski P.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Department of Electrical Machines, Drives and Measurements

autor

Pieńkowski K.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Department of Electrical Machines, Drives and Measurements

Bibliografia

• [1]. A. Daoud, S. Dessouky, A. Salem "Control scheme of PMSG based wind turbine for utility network connection", Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 2011 10th International Conference, pp. 1-5, 2011.
• [2]. B. Wu, L. Youngqiang, Z. Navid, K. Samir "Power Conversion and Control of Wind Energy", A John Wiley & Sons, INC., Publication, 2011.
• [3]. D. Borkowski, T. Węgiel "Optymalizacja przetwarzania energii dla małych elektrowni wodnych z generatorami pracującymi ze zmienną prędkością obrotową", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, No. 92, pp. 121- 126, 2012.
• [4]. E. Mahersi, A. Khedher, M. Faouzi Mimouni "The wind energy conversions system using PMSG controlled by vector control and SMC strategies", International Journal of Renewable Energy Research, vol. 3, No. 1, pp. 41-50, 2013.
• [5]. N. Freire, J. Estima, A. Cardoso "A comparative analysis of PMSG drives based on vector control and direct control techniques for wind turbine applications", Przegląd Elektrotechniczny, No. 1, pp. 184-187, 2012.
• [6]. P. Gajewski, K. Pieńkowski "Analiza elektrowni wiatrowej z generatorem PMSG", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, No. 103, pp. 31- 36, 2014.
• [7]. Z. Goryca, M. Malinowski, M. Pakosz "Wolnoobrotowa prądnica do elektrowni wiatrowej lub wodnej", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, No. 96, pp. 171- 174, 2012.