New design of robust controller based on fuzzy 12 linguistic variables for wind power conversion system

• Autorzy: Herizi Abdelghafour , Zemmit Abderrahim , Rouabhi Riyadh , Ouagueni Fayssal

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.10.16

Warianty tytułu

PL

Nowa konstrukcja solidnego sterownika opartego na 12 rozmytych zmiennych lingwistycznych dla systemu konwersji energii wiatru

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper proposes a strategy for robust control of the wind turbine using a double-fed induction machine (DFIM) controlled by the park transformation, which allows control commands to be applied to the generated power. By orienting the stator flux, the active and reactive powers generated by the DFIM can be decoupled. The proposed control utilises a combination of sliding mode control and fuzzy logic with 12 linguistic variables. This approach effectively addresses modelling uncertainties in both the generator and wind turbine, resulting in improved performance and production quality in this domain. Simulation results will demonstrate the advantages of this approach over the classic setting.

PL

W artykule zaproponowano strategię niezawodnego sterowania turbiną wiatrową za pomocą maszyny indukcyjnej o podwójnym zasilaniu (DFIM), sterowanej transformacją parku, która pozwala na zastosowanie poleceń sterujących do generowanej mocy. Ukierunkowując strumień stojana, można oddzielić moc czynną i bierną generowaną przez DFIM. Proponowane sterowanie wykorzystuje kombinację sterowania w trybie przesuwnym i logiki rozmytej z 12 zmiennymi językowymi. Podejście to skutecznie eliminuje niepewności modelowania zarówno w generatorze, jak i turbinie wiatrowej, co skutkuje poprawą wydajności i jakości produkcji w tej dziedzinie. Wyniki symulacji wykażą przewagę tego podejścia nad klasycznym ustawieniem.

Słowa kluczowe

EN

doubly fed induction generator; wind power; bidirectional converter; sliding mode control; fuzzy 12 linguistic variables

PL

generator indukcyjny z podwójnym zasilaniem; energia wiatru; przetwornica dwukierunkowa; sterowanie w trybie przesuwnym; fuzzy 12 zmiennych językowych

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 10
• Strony: 89--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz. rys.

Twórcy

autor

Herizi Abdelghafour

• LGE Research Laboratory, Faculty of Technology, University of M’sila, BP 166 Ichebilia 28000, Algeria
• Electrical Engineering Department, University of M’sila, Algeria

autor

Zemmit Abderrahim

• Electrical Engineering Department, University of M’sila, Algeria

autor

Rouabhi Riyadh

• LGE Research Laboratory, Faculty of Technology, University of M’sila, BP 166 Ichebilia 28000, Algeria
• 1Electrical Engineering Department, University of M’sila, Algeria

autor

Ouagueni Fayssal

• LGE Research Laboratory, Faculty of Technology, University of M’sila, BP 166 Ichebilia 28000, Algeria
• Electrical Engineering Department, University of M’sila, Algeria

Bibliografia

• [1] Chojaa, H., Derouich, A., Taoussi, M., & Zamzoum, O. An Improved Performance Variable Speed Wind Turbine Driving a Doubly Fed Induction Generator Using Sliding Mode Strategy. IEEE 2nd International Conference on Electronics, Control, Optimization and Computer Science (ICECOCS), (2020).
• [2] Hossam H.H, M., Abdel-Raheem, Y., & Essam E.M, M. Hybrid and adaptive sectors P&O MPPT algorithm based wind generation system, Renewable Energy, 145 (2020), 1412 1429.
• [3] Ashenafi Belihu, T., Eskinder Anteneh, A., & Alemayehu Orshiso, O. Design and Analysis of Rate Predictive Fractional Order Sliding Mode Controller (RP-FOSMC) for MPPT and Power Regulation of DFIG-based Wind Energy Conversion System (WECS). Energy Reports, 8 (2022), 11751-11768.
• [4] Ravi, P., Faizal, H., Akshya, S., & Abhisek, U. Nonlinear rotor side converter control of DFIG based wind energy system, Electric Power Systems Research, 198 (2021), 107358.
• [5] Kadri, A., Marzougui, H., Aouiti, A., & Bacha, F. Energy management and control strategy for a DFIG wind turbine/fuel cell hybrid system with super capacitor storage system. Energy, 192 (2020), 116518.
• [6] Xiong, L., Li, J., Li, P., Huang, S., Wang, Z., & Wang, J. Event triggered prescribed time convergence sliding mode control of DFIG with disturbance rejection capability. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 131 (2021), 106970.
• [7] Xiong, L., Li, J., Li, P., & Wang, J.. High-order sliding mode control of DFIG under unbalanced grid voltage conditions. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 117 (2020), 105608.
• [8] Kanasottu Anil, N., Chandra Prakash, G., & Eugene, F. Design and implementation of interval type-2 fuzzy logic-PI based adaptive controller for DFIG based wind energy system. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 115 (2020), 105486.
• [9] Herizi A., Rouabhi R., Zemmit A. Comparative study of the performance of a sliding, sliding-fuzzy type 1 and a sliding fuzzy type 2 control of a permanent magnet synchronous machine. Przegląd Elektrotechniczny, 98 (2022), no. 11, 21-29.
• [10] Kelkoul, B., & Boumediene, A. Stability analysis and study between classical sliding mode control (SMC) and super twisting algorithm (STA) for doubly fed induction generator (DFIG) under wind turbine. Energy, 214 (2021), 118871.
• [11] Saidi, A., & Naceri, F. Comparative study between sliding mode controller and fuzzy sliding mode controller in a speed control for doubly fed induction motor, 4th International Conference on Control Engineering & Infonnation Technology, Hammamet, Tunisia, (2016).
• [12] Penghan, L., Linyun, X., Fei, W., Meiling, M., Jie, W. Sliding mode controller based on feedback linearization for damping of sub-synchronous control interaction in DFIG-based wind power plants. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 107 (2019), 239-250.
• [13] Rouabhi, R., Abdessemed, R., Chouder, A., & Djerioui, A. Power quality enhancement of grid connected doubly-fed induction generator using sliding mode control. International Review of Electrical Engineering, 10 (2015)., no. 2, 266-276.
• [14] Ahmad Soomro, M., Ahmad Memon, Z., Kumar, M., & Hussain Baloch, M. Wind energy integration: Dynamic modeling and control of DFIG based on super twisting fractional order terminal sliding mode controller. Energy Reports, 7 (2021), 6031-6043.
• [15] Herizi, A., Rouabhi, R., & Zemmit, A. Speed control of doubly fed induction motor using backstepping control with interval type-2 fuzzy controller. Diagnostyka, 24 (2023), no. 3, 1-8.
• [16] Mannan, M.A., Islam, A., Uddin, M.N., Hassan, M.K., Murata, T., & Tamura, J. Fuzzy-Logic Based Speed Control of Induction Motor Considering Core Loss into Account. Intelligent Control and Automation, 3 (2012), no. 3, 229-235.
• [17] Herizi, A., Benyounes, A., Rouabhi, R., Boudras, A., Ouagueni, F., Zemmit, A. Robust fuzzy – backstepping mode control of an induction motor", Studies in Engineering and Exact Sciences, 5 (2024), no. 1, 1317-1334.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).