Robust hybrid control strategy PI-Sliding mode control of a STATCOM in the presence of a decentralized PV source

• Autorzy: Belila Hassen , Boudjerda Nasserdine , Bahri Imen , Boubakir Ahsene

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.10.66

Warianty tytułu

PL

Odporna strategia sterowania hybrydowego sterowanie trybem przesuwnym PI STATCOM w obecności zdecentralizowanego źródła PV

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nowadays, the flexible alternating current transmission systems (FACTS) have emerged and began to play a key role in improving the quality of the grid power. The aim of this work is to design a robust control strategy for the voltage and the flow of reactive power using one of the most popular FACTS devices, namely the STATCOM (static compensator). The proposed strategy consists of a hybrid control (PI control - sliding mode control). This strategy proved its effectiveness in terms of response time and harmonic distortion rate. Furthermore, we investigated the impact of the insertion of a photovoltaic source in the electrical network on the STATCOM operation. Simulation results show that this decentralized source has relieved the grid by its contribution in active power with practically no influence on the performance of the STATCOM, which remains unaffected

PL

Obecnie pojawiły się elastyczne systemy przesyłu prądu przemiennego (FACTS), które zaczęły odgrywać kluczową rolę w poprawie jakości energii sieciowej. Celem pracy jest zaprojektowanie solidnej strategii sterowania napięciem i przepływem mocy biernej za pomocą jednego z najpopularniejszych urządzeń FACTS, czyli STATCOM (kompensator statyczny). Proponowana strategia składa się ze sterowania hybrydowego (regulacja PI – sterowanie ślizgowe). Strategia ta dowiodła swojej skuteczności pod względem czasu odpowiedzi i współczynnika zniekształceń harmonicznych. Ponadto zbadaliśmy wpływ wprowadzenia źródła fotowoltaicznego do sieci elektrycznej na działanie STATCOM. Wyniki symulacji pokazują, że to zdecentralizowane źródło odciążyło sieć dzięki swojemu udziałowi w mocy czynnej, praktycznie bez wpływu na wydajność STATCOM, na co nie ma to wpływu.

Słowa kluczowe

EN

STATCOM; PV source; sliding mode control; reactive power compensation; harmonic

PL

STATCOM; sterowanie ślizgowe; zdecentralizowane źródło

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 10
• Strony: 292--298
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Belila Hassen

• University of Oum El Bouaghi, Algeria, Science and Applied Sciences Faculty, LENT Laboratory, 04000 Oum El Bouaghi, Algeria

• https://orcid.org/0000-0003-0220-0236

autor

Boudjerda Nasserdine

• University of Jijel, Algeria, Faculty of sciences and Technology, LER Laboratory, B.P 98 Ouled Aissa Jijel, Algeria

autor

Bahri Imen

• University of Paris-Saclay, Group of Electrical Engineering, Paris (GeePs), UMR CNRS 8507, 3 rue Joliot-Curie, Plateau de Moulon 91192 Gif-sur-Yvette CEDEX, France

autor

Boubakir Ahsene

• University of Jijel, Algeria, Faculty of sciencs and Technology, LAJ Laboratory, B.P 98 Ouled Aissa Jijel, Algeria

Bibliografia

• [1] Lai L. L., Power System Restructuring and Deregulation: Trading, Performance and Information Technology, in JOHNWILEY &SONS, LTD Chichester, 2001, p. 498.
• [2] Widyan M. S., Hanitsch R. E., Operating point stability analysis of SMIB power system equipped with high PV penetration, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, vol. 55, pp. 522–530, 2014, doi: 10.1016/j.ijepes.2013.09.031.
• [3] Sen K. K., Sen M. L., Introduction to FACTS Controllers: Theory, Modeling, and Applications, in Wiley-IEEE Press, 2009, p. 552.
• [4] Mahajan S. D., Murali M., Mali T. B., Comparative analysis of 6, 12 and 48 pulse T-STATCOM, IEEE 7th Power India International Conference, PIICON, 2016, doi: 10.1109/POWERI.2016.8077252.
• [5] Mosaad M. I., Model reference adaptive control of STATCOM for grid integration of wind energy systems, IET Electric Power Applications, vol. 12, no. 5, pp. 605–613, 2018, doi: 10.1049/iet-epa.2017.0662.
• [6] Tremblay E., Atayde S., Chandra A., Comparative study of control strategies for the doubly fed induction generator in wind energy conversion systems: A DSP-based implementation approach, IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 2, no. 3, pp. 288–299, 2011, doi: 10.1109/TSTE.2011.2113381.
• [7] Abad G., Lopez J., Rodriguez M., Marroyo L., Iwanski G., Doubly Fed Induction Machine: Modeling and Control for Wind Energy Generation, in Wiley-IEEE Press, 2011, p. 625.
• [8] Xu Y., Li F., Adaptive PI control of STATCOM for voltage regulation, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 29, no. 3, pp. 1002–1011, 2014, doi: 10.1109/TPWRD.2013.2291576.
• [9] Routray S. K., Nayak N., Rout P. K., A Robust Fuzzy SlidingMode Control Design for Current Source Inverter based STATCOM Application, Procedia Technology, vol. 4, pp. 342–349, 2012, doi: 10.1016/j.protcy.2012.05.052.
• [10] Ajami A. Taheri N., A Hybrid Fuzzy/LQR Based Oscillation Damping Controller Using 3-level STATCOM, International Journal of Computer and Electrical Engineering, vol. 3, no. 2, pp. 184–189, 2011, doi: 10.7763/ijcee.2011.v3.312.
• [11] Yunhao H., Yuanyuan S., Han Z., Yang M., Sliding mode reactive power control of isolated wind-disel hybrid power system based on STATCOM, 37th Chinese Control Conference Jul. 2018, Wuhan, China, pp. 8709–8714, 2018.
• [12] Ziaeinejad S., Mehrizi-Sani A., Design tradeoffs in selection of the DC-side voltage for a D-STATCOM, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 33, no. 6, pp. 3230–3232, 2018, doi: 10.1109/TPWRD.2017.2750422.
• [13] Hamoud F., Doumbia M. L., Cheriti A., Hybrid PI-Sliding Mode Control of a voltage source converter based STATCOM, 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition, PEMC 2014, pp. 661–666, 2014, doi: 10.1109/EPEPEMC.2014.6980571.
• [14] Routray S. K., Nayak N., Rout P. K., A Robust Fuzzy Sliding Mode Control Design for Current Source Inverter based STATCOM Application, Procedia Technology, vol. 4, pp. 342–349, 2012, doi: 10.1016/j.protcy.2012.05.052.
• [15] Shahnia F., Rajakaruna S., Ghosh A., Static Compensators (STATCOMs) in Power Systems, in Power Systems, 2015. doi: 10.1007/978-981-287-281-4.
• [16] Touil S. A., Boudjerda N., Boubakir A., El Khamlichi Drissi K., A sliding mode control and artificial neural network based MPPT for a direct grid-connected photovoltaic source, Asian Journal of Control, vol. 21, no. 4, pp. 1892–1905, 2019, doi: 10.1002/asjc.2007.
• [17] Lalili D., Mellit A., Lourci N., Medjahed B., Berkouk E. M., Input output feedback linearization control and variable step size MPPT algorithm of a grid-connected photovoltaic inverter, Renewable Energy, vol. 36, no. 12, pp. 3282–3291, 2011, doi: 10.1016/j.renene.2011.04.027.
• [18] Saravanan S. Ramesh Babu N., Maximum power point tracking algorithms for photovoltaic system - A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 57, pp. 192–204, 2016, doi: 10.1016/j.rser.2015.12.105.
• [19] Belila H., Boudjerda N., BOUBAKIR A., BAHRI I., Improved STATCOM efficiency using a hybrid technique based on sliding mode control and proportional integral control, Przeglad Elektrotechniczny, vol. 96, no. 10, pp. 156–162, 2020, doi: 10.15199/48.2020.10.29.
• [20] Saeedifard M., Space Vector Modulation of Multi-Level and Multi-Module Converters for High Power Applications, Thèse de doctorat, Université de Toronto, 2008.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).