Control strategy for maximizing conversion efficiency of a small hydropower plant

• Autorzy: Borkowski D.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.15.023.3823

Warianty tytułu

PL

Strategia sterowania małą elektrownią wodną maksymalizująca sprawność przetwarzana

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An analysis of the energy conversion system which consists of a propeller water turbine, a permanent magnet synchronous generator and a power electronic converter is presented. The considered control strategy implements an optimizing technique that guarantees maximal average efficiency independently of hydrological condition changes through the constant search for optimal operation parameters. The water flow parameter, essential for objective function estimation, is eliminated by the dedicated control technique. The control method is implemented and tested in the model created in the Matlab/Simulink software. All characteristics and parameters were identified on a real small hydropower plant and on the special laboratory model.

PL

W artykule analizowany jest tor przetwarzania energii, który składa się z turbiny śmigłowej, generatora synchronicznego z magnesami trwałymi oraz przekształtnika energoelektronicznego. Przedstawiono strategię sterowania opartą na metodach optymalizacji, która przez ciągłe poszukiwanie optymalnych parametrów pracy gwarantuje maksymalną sprawność przetwarzania niezależnie od zmiennych warunków hydrologicznych. Przez wybraną technikę sterowania wyeliminowano konieczność znajomości parametru przepływu wody niezbędnego do oszacowania funkcji celu. Strategia sterowania została zaimplementowana i przetestowana w modelu opracowanym z zastosowaniem oprogramowania Matlab/Simulink. Wszystkie charakterystyki i parametry zostały zidentyfikowane w rzeczywistym obiekcie małej elektrowni wodnej i na stanowisku laboratoryjnym.

Słowa kluczowe

EN

small hydropower plant; variable speed operation; optimizing algorithms

PL

mała elektrownia wodna; zmienna prędkość obrotowa; algorytm optymalizacyjny

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 1-E
• Strony: 15--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wz., wykr.

Twórcy

autor

Borkowski D.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Directive 2009/28/ec of the european parliament and of the council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC, Available: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=Oj:L:2009:140:0016:0062:en:PDF.
• [2] Report from the commission to the european parliament, the Council, the european economic and social committee and the Committee of the regions, Brussels, 27.03.2013, Available: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2013:0175:FIN:EN:PDF.
• [3] Fraile-Ardanuy J., Wilhelmi J.R., Fraile-Mora J.J., Perez J.I., Variable-Speed Hydro Generation: Operational Aspects and Control, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 21, No. 2, June 2006.
• [4] Kaźmierkowski M., Krishnan R., Blaabjerg F., Irwin J., Control In Power Electronics, ACADEMIC PRESS, 2003, ISBN: 0–12–402772–5.
• [5] Status report on variable speed operation in small hydropower Austria: Energie publication, 2000, Available: http://ec.europa.eu/energy/res/sectors/doc/small_hydro/statusreport_vspinshp_colour2.pdf.
• [6] Borkowski D., Węgiel T., Small Hydropower Plant with Integrated Turbine-Generators Working at Variable Speed, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 28, No. 2, June 2013, pp. 452–459.
• [7] Wijesinghe A., Lei Lai L., Small hydro power plant analysis and development, [in:] Proc. 4th Int. Conf. DRPT, 2011, pp. 25–30.
• [8] Borkowski D., Laboratory model of small hydropower plant with variable speed operation, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2013, nr 3/(100), pp. 27–32.
• [9] Borkowski D., Węgiel T., Optymalizacja przetwarzania energii dla małych elektrowni wodnych z generatorami pracującymi ze zmienną prędkością obrotową, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2011, nr 92, pp. 121–126.