For fault detection of doubly-fed induction generator (DFIG), in this paper, a method of sliding mode observer (SMO) based on a new reaching law (NRL) is proposed. The SMO based on the NRL (NRL- SMO) theoretically eliminates system chatter caused by the reaching law and can be switched in time with system interference in terms of robustness and smoothness. In addition, the sliding mode control law is used as the index of fault detection. Firstly, this paper gives the NRL with the theoretically analyzes. Secondly, according to the mathematical model of DFIG, NRL-SMO is designed, and its analysis of stability and robustness are carried out. Then this paper describes how to choose the optimal parameters of the NRL-SMO. Finally, three common wind turbine system faults are given, which are DFIG inter-turn stator fault, grid voltage drop fault, and rotor current sensor fault. The simulation models of the DFIG under different faults is established. The simulation results prove that the superiority of the method of NRL-SMO in state tracking and the feasibility of fault detection.
W artykule przedstawiono ideę sterowania generatorem indukcyjnym dwustronnie zasilanym z wykorzystaniem polowo zorientowanego algorytmu sterowania względem strumienia skojarzonego stojana. W celu weryfikacji rozważań opracowano model symulacyjny maszyny indukcyjnej dwustronnie zasilanej oraz jej układu sterowania. W układzie sterowania zastosowano kaskadowy układ regulacji umożliwiający niezależne sterowanie mocą czynną oraz bierną generatora. Badania symulacyjne przeprowadzono z wykorzystaniem oprogramowania MATLAB® Simulink®. Przedstawiono i omówiono wybrane wyniki badań symulacyjnych.
EN
Wound rotor asynchronous machines have found application in wind power generation system as doubly fed induction generators (DFIG). The paper presents the idea of controlling active and reactive power of DFIG with the use of a field oriented algorithm. In order to verify the considerations models of DFIG and it control system have been developed. The control system uses a cascade controller that allows for independent regulation of the active and reactive power of the generator. In order to verify proposed approach the simulation tests were carried out using the MATLAB® Simulink® environment. Selected results have been presented and discussed.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zagadnienie modelowania układu generator indukcyjny dwustronnie zasilany (DFIG) – sieć elektroenergetyczna dla celów symulacji elektromagnetycznych stanów przejściowych. Wyniki symulacji można wykorzystać m.in. do oceny parametrów jakości zasilania oraz sygnałów wejściowych układów sterowania i zabezpieczeń farmy wiatrowej. W badaniach symulacyjnych uwzględniono m.in. modele matematyczne maszyny indukcyjnej oraz układu przekształtników energoelektronicznych sterowanych wektorowo. Szczególną uwagę skupiono na przekształtniku sieciowym pełniącym istotną rolę w zakresie współpracy źródła z siecią i mogącym działać jako kompensator kluczujący D-STATCOM poprawiając parametry jakości zasilania m.in. w zakresie kompensacji mocy biernej, prewencji zapadów napięcia i ograniczania wahań napięcia w punkcie wspólnego połączenia (PCC).
EN
The paper discusses the problem of electromagnetic transients simulation analysis, which may be useful e.g. for the quality of supply estimation and input signals of protection and control systems, with use of the model of the system: induction (doubly fed) generator - power network. In the simulation studies the mathematical models of induction machine and vector controlled power converters are concerned. Special attention has been paid to the grid converter, which can operate as D-STATCOM and may be a mean for reactive power compensation and limitation of voltage fluctuations and sags in the point of common coupling (PCC).
W artykule przedstawiono sposób tworzenia modelu dwustronnie zasilanego generatora indukcyjnego przeznaczonego do współpracy z turbiną wiatrową, z wykorzystaniem programu ATP-EMTP. Zamieszczono przykład symulacji stanu przejściowego generatora.
EN
Considering the important growth that wind power made up with doubly fed induction generators have had during the last few years, analysis and simulation of those kind of energy source can become an important future research works. Therefore, the paper presents developed a complete model of DFIG connected to the network.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.