Control of LVRT of PMSG in back-to-back wind energy conversion system

• Autorzy: Gajewski P. , Pieńkowski K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.09.07

Warianty tytułu

PL

Sterowanie turbiny wiatrowej z generatorem PMSG podczas zapadu napięcia sieci z układem przekształtnikowym typu back-to-back

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the control scheme of variable speed wind turbine system with direct-driven Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) during the Low-Voltage Ride-Through (LVRT). The requirements of LVRT are very important to guarantee the stability of the whole wind energy system during voltage dips. To avoid the dangerous states during the voltage sags the kinetic energy storage in inertia of the wind turbine, DC active crowbar and pitch angle controller have been used. The simulation results confirmed the good performance of the proposed control strategy during the unsymmetrical voltage sag.

PL

W artykule przedstawiono bezprzekładniowy system turbiny wiatrowej o zmiennej prędkości z generatorem PMSG podczas zapadu napięcia sieci. Spełnienie wymagań LVRT podczas zapadów napięcia sieci są bardzo ważne i gwarantują stabilność systemu elektrowni wiatrowej. W celu ograniczenia negatywnego wpływu awaryjnego stanu sieci, zastosowano układ pozwalający na wykorzystanie energii kinetycznej zgromadzonej w wirniku turbiny wiatrowej. W celu dodatkowej ochrony systemu elektrowni wiatrowej zastosowano układ z sterownikiem impulsowym oraz algorytm sterowania kątem nachyleniem łopat. Badania symulacyjne potwierdziły prawidłowość i dużą dokładność sterowania systemu elektrowni wiatrowej z generatorem PMSG podczas niesymetrycznego zapadu napięcia sieci.

Słowa kluczowe

EN

wind turbine; PMSG; LVRT; simulation studies

PL

turbina wiatrowa; PMSG; LVRT; badania symulacyjne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 9
• Strony: 36--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Gajewski P.

• Wrocław University of Science and Technology, Department of Electrical Machines, Drives and Measurements, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Pieńkowski K.

• Wrocław University of Science and Technology, Department of Electrical Machines, Drives and Measurements, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Wu B., Youngquan., Navid Z., Samir L., Power Conversion and Control of Wind Energy, John Wiley & Sons, INP., Publication, 2011.
• [2] ALepuz S., Calle A., Busquets-Monge S., Kouro S., Wu B., Use of stored energy in PMSG rotor inertia for low-voltage ridethrough in back-to-back NPC converter-based wind power systems, IEEE Transections on industrial Electronics, vol. 60, no.5, may 2013, pp. 1787-1796.
• [3] Ibrahim R. Hamand M.S., Dessouky Y.G., Williams B.W., A review of recent low voltage ride-through solutions for PMSG wind turbine, International Symposium of Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, 2012, pp. 265-270.
• [4] Jarzyna W., Szcześniak P., Praca generatorów elektrowni wiatrowych podczas zapadów napięcia, Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym – SENE, 2013.
• [5] Rizo M., Rodriguez A., Bueno E., Rodriguez F.J., Girón C., Low voltage ride-through of wind turbine based on interior Permanent Magnet Synchronous Generators sensorless vector controlled, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Atlanta, GA, 2010, pp. 2507-2514.
• [6] Xiao-ping Y., Xian-feng D., Yan-li B., Asymmetrical voltage dip ride-through enhancement of directly driven wind turbine with permanent magnet synchronous generator, International Conference on Sustainable Power Generation and Supply, Nanjing, 2009, pp. 1-6.
• [7] Shen-wen L., Guang-qing B., A novel LVRT of Permanent Magnet Direct-Driven Wind Turbine, Power and Energy Engineering Conference, Asia-Pacific, 2011, pp. 1-4.
• [8] Gajewski P., Pieńkowski K., Advanced control of direct-driven PMSG generator in wind turbine system, Archives of Electrical Engineering, 2016, vol. 65, no.4, pp. 634-656.
• [9] Gajewski P., Pieńkowski K., Direct torque control and direct power control of wind turbine system with PMSG, Przegląd Elektrotechniczny, R. 92, no.10, 2016, pp 249-253.
• [10] Bobrowska-Rafał M., Grid synchronization and control of threelevel three-phase grid-connected converters based on symmetrical components extraction during voltage dips, Ph.D Thesis, Electrical Dep., Warsaw University of Technology, (2013).
• [11] Blaabjerg F., Teodorescu R., Liserre M., Timbus A.V., Overview of control of grid synchronization for disturbed power generation system, IEEE Transections of Industrial Electronics, vol. 53, no.5, Octrober 2006, pp. 1398-1409.
• [12] Lipnicki P., Przegląd metod PLL do synchronizacji z siecią przekształtników energoelektronicznych, IAGPOŚ, 2003, pp. 5-8.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).