Backstepping control of a wind energy conversion systems based on a DFIG connected to the grid

• Autorzy: Abdelhak Ghalem , Abdellatif Naceri , Youcef Djeriri

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.12.18

Warianty tytułu

PL

Sterowanie wsteczne systemami konwersji energii wiatrowej w oparciu o DFIG podłączony do sieci

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The backstepping control technique is a powerful nonlinear control method that has been successfully applied to various control problems in engineering. One of the areas where it has shown significant promise is in the control of the Doubly-Fed Induction Generator (DFIG), which is widely used in wind energy conversion systems; This study discusses the use of this method to control a nonlinear system presented as a doubly fed induction generator integrated into a wind power system connected to the grid. The nonlinear controller based on the backstepping technique is used in the rotor side converter (RSC), to control the electromagnetic torque and the reactive power, also, it is applied to control the power swapped with the grid and regulate the DC-bus voltage on the grid side converter (GSC). the backstepping control technique offers several advantages for controlling the DFIG in wind energy conversion systems. It provides robust and high-performance control, reduces torque ripple, and improves the overall efficiency of the system.

PL

Technika sterowania krokowego jest potężną nieliniową metodą sterowania, która została z powodzeniem zastosowana do różnych problemów sterowania w inżynierii. Jednym z obszarów, w których okazał się bardzo obiecujący, jest sterowanie podwójnie zasilanym generatorem indukcyjnym (DFIG), który jest szeroko stosowany w systemach konwersji energii wiatrowej; W pracy omówiono zastosowanie tej metody do sterowania nieliniowym układem przedstawionym jako dwustronnie zasilany generator indukcyjny zintegrowany z systemem energetyki wiatrowej podłączonym do sieci. Regulator nieliniowy oparty na technice backstepping jest stosowany w przekształtniku po stronie wirnika (RSC) do sterowania momentem elektromagnetycznym i mocą bierną, a także do sterowania mocą wymienianą z siecią oraz do regulacji napięcia szyny DC na konwerter po stronie sieci (GSC). technika sterowania krokowego ma kilka zalet przy sterowaniu DFIG w systemach konwersji energii wiatrowej. Zapewnia solidną i wydajną kontrolę, zmniejsza tętnienia momentu obrotowego i poprawia ogólną wydajność systemu.

Słowa kluczowe

EN

wind turbine; DFIG; backstepping; nonlinear control; simulation; modelling; renewable energy

PL

turbina wiatrowa; DFIG; sterowanie nieliniowe; symulacja; energia odnawialna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 12
• Strony: 98--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Abdelhak Ghalem

• Department of Electrotechnics, Faculty of Electrical Engineering, Interaction Networks-Converters-Machines Laboratory

autor

Abdellatif Naceri

• Department of Electrotechnics, Faculty of Electrical Engineering, Interaction Networks-Converters-Machines Laboratory

autor

Youcef Djeriri

• Department of Electrotechnics, Faculty of Electrical Engineering, Intelligent Control and Electrical Power Systems Laboratory

Bibliografia

• [1] « How Do Wind Turbines Work? | Department of Energy ». https://www.energy.gov/eere/wind/how-do-wind-turbines-work.
• [2] « American Wind Energy Association ». http://www.awea.org/faq/wwt_basics.html.
• [3] E. A. Marouane, M. Hassane, et E. Chafik, « Backstepping control of a doubly fed induction generator integrated to wind power system », in 2nd International Conference on Electrical and Information Technologies, 2016, p. 1-6.
• [4] R. BOUSSAID et M. A. MORAD, « Commandes non linéaires d’une machine asynchrone double alimentation », Université Abou Bekr Belkaïd – Tlemcen, juin 20, 2016.
• [5] M’hamed DOUMI, Abdel Ghani AISSAOUI, Ahmed TAHOUR, Mohamed ABID, and Khalfallah TAHIR; Nonlinear Integral Backstepping Control of Wind Energy Conversion System Based on a Double-Fed Induction Generator; PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 92 NR 3/2016
• [6] Y. Djeriri, « Commande directe du couple et des puissances d’une MADA associée à un système éolien par les techniques de l’intelligence artificielle », DJILLALI LIABES DE SIDI-BEL-ABBES, SIDI-BEL-ABBES, 2015.[En ligne]. Disponible sur: https://www.researchgate.net/publication/295105086
• [7] F. AZZEDDINE et M. M. MERZOUGA, « La commande par Backstepping de la MADA basée sur le principe de l’orientation du flux statorique », Université de M’sila, 2019.
• [8] O. BEN FEHIMA et H. ZROUG, « Commande par Backstepping d’une Génératrice Asynchrone à Double Alimentation (GADA) », UNIVERSITE MOHAMED BOUDIAF - M’SILA, 2020.
• [9] suman Ganesh kumar et sethi Suchit kumar, « Modelling of doubly fed induction generator connected with a wind turbine », Department of Electrical Engineering, National Institute of Technology Rourkela, 2014.
• [10] A. Rachid, Modélisasion et Simulation des machines électriques. Ellipses, 2011.
• [11] A. Ahmad Taher et V. Sundarapandian, Backstepping Control of Nonlinear Dynamical Systems (Advances in Nonlinear Dynamics and Chaos (ANDC)). Elsevier Inc., 2021.[En ligne]. Disponible sur: https://www.elsevier.com/books-and-journals
• [12] K. Miroslav et S. Andrey, Boundary Control of PDEs. A Course on Backstepping Designs. U.S.A.: Society for Industrial and Applied Mathematics Philadelphia, 2008.
• [13] B. Wiktor et S. Jerzy, « SINGULARITY OF BACKSTEPPING CONTROL FOR NON-LINEAR SYSTEMS », in Proceedings of the American Control Conference, Anchorage, AK, mai 2002, p. 2689-2694.
• [14] D. M, A. A.G, T. A, A. M, et T. K, « Nonlinear Backstepping Control of a Double-Fed Induction Generator », in 4th International Conference on Renewable Energy Research and Application, Palermo, Italy, nov. 2015, p. 665-670.
• [15] Y. Djeriri, « Lyapunov-Based Robust Power Controllers for a Doubly Fed Induction Generator », Iranian Journal of Electrical and Electronic Engineering, Iran, p. 551-558, déc. 2020.
• [16] Abdelkader ACHAR, Youcef DJERIRI, Abderrahim BENTAALLAH, Salah HANAFI, Mohammed Abdeldjalil DJEHAF, Riyadh BOUDDOU; Lyapunov-Based Robust Power Controllers for a Wind Farm Using Parallel Multicell Converters; PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 99 NR 4/2023

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).