به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "doubly-fed induction generator" در نشریات گروه "برق"

تکرار جستجوی کلیدواژه «doubly-fed induction generator» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • Mohammadnaser Hashemnia *, Ali Dehghannayeri

    This research presents a comprehensive analysis of the performance of direct power control (DPC) for doubly-fed induction generator (DFIG) under both balanced and unbalanced network voltages. Voltage unbalance in three-phase systems results in the presence of positive and negative sequences in both voltages and currents. This unbalance leads to many issues, including active power ripple, reactive power ripple, and an increase in the Total Harmonic Distortion (THD) of the stator current. Therefore, it is crucial to have efficient control of the system to reduce power fluctuations. This research presents two solutions that aim to mitigate the fluctuations in both active and reactive power. The first strategy employs PI regulators within the controller system. A high selectivity filter (HSF) is employed to separate the fundamental component of stator phase currents from the harmonic components. The second option utilizes DPC (Direct Power Control) based on stator flux. The suggested method computes the active and reactive powers that correspond to positive sequence variables. Since grid unbalance has a smaller impact on stator flux compared to stator voltage, it can be demonstrated that the second suggested controller exhibits superior performance to the conventional DPC controller in unbalanced situations. To evaluate the effectiveness of the suggested techniques, a simulation is conducted on a 2MW Doubly-Fed Induction Generator (DFIG) system using the MATLAB/Simulink environment. The results demonstrate that both of the suggested DPC control approaches outperform the conventional DPC controller in terms of control system performance, even under unbalanced situations. Furthermore, these improvements are achieved without significantly increasing the complexity of the control system.

    Keywords: Direct Power Control, Doubly Fed Induction Generator, High Selectivity Filter, PI Regulator, Stator Flux
  • Seyed Ehsan Aminoroayaye Yamani, Mohammad Bahramian, Ali Asghar Ghadimi *
    Doubly-fed induction generators (DFIGs) are crucial in wind turbines due to their advanced control features and efficient power conversion, but they're vulnerable to grid issues like voltage dips and short circuits. This study explores enhancing DFIGs' low voltage ride-through (LVRT) capabilities using a superconducting fault current limiter (SFCL) system. The SFCL's superconducting coil plays a key role by limiting fault current to stabilize power output, reducing excessive currents during faults, and mitigating voltage fluctuations, protecting the rotor-side converter and gearbox. The research focuses on optimizing the coil's inductance to improve SFCL performance, showing through MATLAB/Simulink simulations that adjusting inductance can lessen rotor current oscillations during short circuits. The results indicate significant enhancements in LVRT capabilities, reducing electrical and mechanical stress on generators and converters, preventing severe voltage drops, and maintaining torque levels. Incorporating an SFCL into DFIG systems greatly increases stability, reliability, and fault tolerance, supporting more wind energy integration.
    Keywords: Doubly-fed induction generator, Low voltage ride through, Superconducting fault current limiter, wind power plant
  • M. R. Alizadeh Pahlavani, Morteza Hadipour *, Hassan Meyar Naimi

    In This paper presents a method for state estimation in doubly fed induction generators (DFIGs) using an Extended Kalman Filter and Unscented Kalman Filter. In this work, the conventional nonlinear state space model of a DFIG is augmented with different modes of estimates by using two methods (EKF and UKF) in order to estimate generator parameters such as rotor angle deviation, rotor speed, rotor position and etc. The effectiveness of this method is tested using MATLAB/Simulink.

    Keywords: Doubly-fed induction generator, estimation, Extended Kalman Filter
  • G. Hamza*, M. Sofiane, H. Benbouhenni, N. Bizon

    In this paper, a wind power system based on a doubly-fed induction generator (DFIG) is modeled and simulated. To guarantee high-performance control of the powers injected into the grid by the wind turbine, five intelligent super-twisting sliding mode controllers (STSMC) are used to eliminate the active power and current ripples of the DFIG. The STSMC controller is a high-order sliding mode controller which offers high robustness compared to the traditional sliding mode controller. In addition, it reduces the phenomenon of chattering due to the discontinuous component of the SMC technique. However, the simplicity, ease of execution, durability, and ease of adjusting response are among the most important features of this control compared to some other types. To increase the robustness and improve the response of STSMC, particle swarm optimization method is used for this purpose, where this algorithm is used for parameter calculation. The simulation results obtained using MATLAB software confirm the characteristics of the designed strategy in reducing chattering and ensuring good power control of the DFIG-based wind power.

    Keywords: Sliding Mode Control, Doubly-fed Induction Generator, Super-twisting Sliding Mode Controller, Particle Swarm Optimization, Wind Turbine
  • احسان اکبری*

    با توجه به توسعه روز افزون صنعت برق و رشد تقاضای مصرف، استفاده از منابع انرژی های پاک رو به افزایش است. در این راستا استفاده از انرژی های بادی به عنوان یک منبع پاک و رایگان جهت تولید انرژی الکتریکی در حال گسترش روز افزون بوده و بر طبق پیش بینی ها تا سال 2030 میلادی 20% کل انرژی جهان از طریق باد بدست خواهد آمد. ولی علاوه بر تمامی مزایای انرژی های بادی استفاده از آنها به صورت توربین بادی در شبکه های برق به منظور تامین توان مورد نیاز می تواند یک عامل منفی از دید پایداری در سیستم های قدرت محسوب شود. هدف از این مقاله بکارگیری روش کنترل پیش بین مبتنی بر توابع لاگر جهت بررسی پایداری سیگنال کوچک یک شبکه ترکیبی، شامل ژنراتور های سنکرون، مزارع بادی و جبران ساز موازی STATCOM می باشد. در این روش با بکارگیری توابع لاگر، زمان محاسباتی در کنترل پیش بین مبتنی بر مدل کاهش داده شده است، به طوریکه می توان دقت در ردیابی سیگنال های کنترلی را بالا برد و پایداری سیستم را بهبود بخشید. روش مطرح شده برای کنترل توان های اکتیو و راکتیو در مبدل سمت روتور مربوط به DFIG و نوع جبران ساز مورد استفاده به گونه ای انجام شده است تا با اعمال سوییچینگ مناسب در اینورتر مربوطه بتوان عملکرد سیستم قدرت را افزایش داد. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب در حوزه زمان مورد ارزیابی قرار گرفته است و برتری آن در راستای بهبود میرایی نوسانات سیستم قدرت به وضوح نشان داده شده است.

    کلید واژگان: پایداری سیگنال کوچک, ژنراتور القایی از دو سو تغذیه, جبران ساز STATCOM, کنترل پیش بین, مبدل سمت روتور
    Ehsan Akbari*

    Due to the ever-increasing development of the electricity industry and the growth of consumption demand, the use of clean energy sources is increasing. In this regard, the use of wind energy as a clean and free source for the production of electrical energy is expanding day by day, and according to predictions, 20% of the world's energy will be obtained through wind by 2030. But in addition to all the advantages of wind energy, using them in the form of wind turbines in power grids in order to provide the required power can be considered a negative factor from the point of view of stability in power systems. The purpose of this article is to use the predictive control method based on logger functions to check the small signal stability of a hybrid network, including synchronous generators, wind farms and parallel STATCOM compensator. In this method, by using logger functions, the computational time in model-based predictive control has been reduced, so that the accuracy of tracking control signals can be increased and the stability of the system can be improved. The proposed method for controlling the active and reactive powers in the rotor side converter related to DFIG and the type of compensator used has been done in such a way that the performance of the power system can be increased by applying appropriate switching in the corresponding inverter. The simulation results using MATLAB software have been evaluated in the time domain, and its superiority has been clearly shown in order to improve the damping of power system fluctuations.

    Keywords: Small-signal stability, Doubly Fed Induction Generator, STATCOM compensator, Predictive Control, Rotor-Side Converter
  • محمدرضا سلطانپور*، رضا رادمنش، داوود یوسفیان

    امروزه استفاده از ژنراتور القایی دو سو تغذیه در پارک های بادی به دلیل مزایای متعددی از جمله قابلیت عملکرد در محدوده وسیعی از سرعت باد، کنترل بهینه و قیمت مناسب روز به روز در حال افزایش می باشد. از طرف دیگر اما در شرایط وقوع افت ولتاژ در ترمینال های ژنراتور القایی دو سو تغذیه، ممکن است جریان شدیدی در مبدل های الکترونیک قدرت این ژنراتور جاری گردد. لذا به منظور جلوگیری از آسیب دیدن این مبدل ها، ژنراتور مذکور از شبکه قطع می گردد. برای جلوگیری از این چنین حوادثی در این مقاله الزامات عبور از افت ولتاژ  مزارع بادی بهبود داده شده است. طبق این الزامات، پارک های بادی باید بتوانند تا مدت زمان مشخصی افت ولتاژ در پایانه خود را تحمل کرده و به شبکه متصل باقی بمانند. در این مقاله، تابع هدف جدیدی به منظور بدست آوردن امپدانس بهینه محدود کننده جریان خطای ابر رسانا برای بهبود ولتاژ ترمینال ژنراتور القایی دو سو تغذیه در شرایط وقوع افت ولتاژ پیشنهاد شده است. روش پیشنهاد شده در محیط MATLAB/Simulink  شبیه سازی شده است. با این نتایج، بهبودی قابل توجه قابلیت عبور از افت ولتاژ مزارع بادی متصل به ژنراتور القایی  دو سو تغذیه با استفاده از روش پیشنهاد شده نشان داده شده است.

    کلید واژگان: قابلیت عبور از افت ولتاژ, ژنراتور القایی دوسو تغذیه, محدود کننده جریان خطای ابر رسانا, هینه سازی
    Mohammadreza Soltanpour*, Hamidreza Radmanesh, Davoud Yousofian

    In the event of voltage sag at the nearing of a wind park, severe currents may pass through the power electronic devices of the Doubly Fed Induction Generators (DFIGs). Hence, according to the Low Voltage Ride Through (LVRT) requirements, the wind parks are allowed to disconnect from the network after a certain time. Therefore, to avoid such actions, the LVRT requirement of wind parks is considered to be enhanced in this paper. This aim is achieved by offering a novel objective function in order to find the optimum impedance of Superconducting Fault Current Limiter (SFCL). To evaluate the effectiveness of the proposed method, it is verified in MATLAB/SIMULINK and its great performance to amend the LVRT of such wind parks is corroborated by the simulation results.

    Keywords: doubly fed induction generator, low voltage ride through, superconducting fault current limiter
  • حمید مقدسی، محمدرضا مرادیان*

    در این مقاله به منظور بهبود پاسخ دینامیکی ژنراتور القایی دوسوتغذیه (DFIG)، یک سیستم کنترلی جدید مبتنی بر کنترل‏کننده سطح لغزش پیشنهاد شده است. به این منظور کنترل مستقل توان‏های اکتیو و راکتیو خروجی ژنراتور از طریق یک کنترل‏کننده مد لغزشی (SMC) که در برابر اغتشاشات خارجی و نامعینی‏های سیستم مقاوم است، کنترل می گردد. برای بهبود عملکرد کنترل در حالت ماندگار، مدل انتگرالی کنترل‏کننده مد لغزشی (ISMC) و برای بهبود قابلیت عبور از ولتاژ پایین (LVRT) ژنراتور در شرایط وقوع خطا، کنترل‏کننده توان راکتیو با مرجع متغیر مبتنی بر کنترل‏کننده‏ متناسب-انتگرال گیر (PI) پیشنهاد شده است. عملکرد کنترل‏کننده پیشنهادی در مدت زمان ردیابی توان مرجع، با دو سیستم کنترلی دیگر که مرجع ثابتی برای توان راکتیو داشته و مبتنی بر کنترل کننده های SMC و PI هستند در 9 حالت مختلف خطا مقایسه شده است. خطاهای تک فاز به زمین، دو فاز به زمین و سه فاز به زمین در حالت های زیر سنکرون، سنکرون و فوق سنکرون حالت های مختلف مورد نظر در مقایسه سیستم های کنترلی هستند. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار سیمولینک متلب، نشان دهنده رفتار حالت گذرای مناسب تر و به ویژه فراجهش های کمتر جریان، ولتاژ لینک DC و توان اکتیو خروجی در سیستم کنترل پیشنهادی در مقایسه با دو سیستم دیگر در شرایط وقوع انواع خطا بوده است.

    کلید واژگان: ژنراتور های القایی دوسو تغذیه, قابلیت عبور از ولتاژ پایین, کنترل مستقل توان, کنترل کننده مد لغزشی
    Hamid Moghadasi, Mohammadreza Moradian *

    In this paper, a sliding mode controller with an adjustable reactive power reference value is proposed. To improve the performance of the controller in a steady-state, an Integral Sliding Mode Control is designed and used. In addition, to improve the low-voltage ride-through capability in the fault condition, a reactive power controller with an adjustable reference value is proposed. The performance of this control system, during the power track, is compared with two other control systems that have a fixed reference for reactive power and are based on SMC and PI controllers in 9 different fault modes. These 9 different modes include one-phase, two-phase, and three-phase short circuit faults in the sub-synchronous, synchronous, and super-synchronous mode of operation for DFIG. The proposed method has been implemented in Simulink/MATLAB software. The simulation results confirm the capability and effectiveness of the proposed control system in comparison with two other aforementioned control systems.

    Keywords: Decoupled Power control, Doubly Fed Induction Generator, Low-voltage Ride-through, sliding mode control
  • Akram H. Shather, Ahmed Majid Abdel Abbas, Atheer Taha Mohammed, Tawfeeq Alghazali, Mustafa Musa Jaber, Bashar S. Bashar, Musaddak Maher Abdul Zahra, Ghadban Abdullah Kalaf, Taif Alawsi, Maysam Reyad Hadi

    The most commonly used variable speed wind turbine is based on doubly fed induction generator (DFIG). To control the reactive power of DFIG-based wind turbines, several methods are suggested that controls the reactive power of the DFIG with slow dynamics and considerable ripples. This paper proposes a new control method based on the adaptive reference model which controls the active and reactive powers of DFIG with high dynamics and low ripples. Given that, the proposed technique has proportional-integral (PI), selecting the proper coefficient for PI controller is significant. To overcome this problem, the grey-wolf algorithm is used to optimize the PI coefficients. The results show that the proposed method gives satisfactory performance with lower overshoots and faster dynamic response.

    Keywords: Doubly fed induction generator, Grey Wolf optimization algorithm, Variable Wind turbine, Adaptive control, Reactive power control
  • Payam Rokni Nakhi *, Salman Amirkhan, Javad Safaei Kuchaksaraei, Fatemeh Hamedani
    The use of renewable resources in the power system is increasing day by day. Wind energy is one of the forms of renewable energy sources that has been widely available to humans due to the common nature of renewable energy with low concentration (low density). Due to the constant changes of wind and as a result of changes in the power produced by wind farms, uncertainty in the power of the power system will become an integral part. Now, if the permeability of these resources increases, they can directly affect the dynamic stability of the system and the margin of stability of the system will change in power systems expansion, instability was often due to a lack of synchronizing torque. Issues such as the small perturbation stability of local oscillation modes and low-frequency inter-zone oscillation modes became apparent with a significant improvement in power system performance. The paper presents an optimal and coordinated power oscillation damper based on a wind turbine and power system stabilizer (PSS) to maintain the stability of power system and damp inter-area oscillations. The optimal and coordinated design of the PSS located at the generator site and the damper installed in the control section of the doubly-fed induction generator (DFIG) is defined as an optimization problem.
    Keywords: Inter-area oscillations, Power System Stabilizer, Doubly-fed induction generator, wide-‎ Area measurement system, Dynamic stability, Wind Farms
  • مسعود ملکی ریزی، سعید اباذری*، نیما مهدیان
    در این مقاله، تاثیر کنترل همزمان و هماهنگ کنترل کننده یکپارچه توان و ژنراتور القایی دو سو تغذیه بر بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت چندماشینه مورد بررسی قرار گرفته است. هر چهار کنترل کننده PI اصلی UPFC بطور همزمان و هماهنگ در کنار بلوک پیش فاز-پس فاز میراساز نوسان مورد استفاده قرار گرفته اند و پارامترهای آنها با PSO تنظیم شده اند. بطور همزمان دینامیک تقریبا کامل DFIG با در نظر گرفتن کنترل کننده های PI مبدلهای سمت روتور و شبکه لحاظ شده است. تنظیم همزمان و هماهنگ کنترل کننده های خطی UPFC و DFIG با تعریف تابع هدفی مبتنی بر مقادیر ویژه و ضرایب میرایی بوسیله الگوریتم PSO انجام شده است. شبیه سازی برای سیستم 10 ماشینه 39 باسه برای بررسی اثر استفاده همزمان و هماهنگ این دو تجهیز روی پایداری دینامیکی سیستم انجام شد. محدودیتهای عملی توان خطوط و UPFC نیز در حین تنظیمات UPFC لحاظ گردید. نتایج نشان می دهد که استفاده از کنترل همزمان و هماهنگ و بهینه شده این دو تجهیز می تواند منجر به کاهش نوسانات در بسیاری از مدها و پایداری دینامیکی بهتر کل سیستم قدرت شود.
    کلید واژگان: بهینه سازی, پایداری دینامیکی, ژنراتور القائی دو سو تغذیه, سیستم قدرت چند ماشینه, کنترل کننده یکپارچه توان
    Masoud Maleki Rizi, Saeed Abazari *, Nima Mahdian Dehkordi
    This paper presents the impact of simultaneous and coordinated control of the unified power flow controller (UPFC) and the doubly-fed induction generator (DFIG) on the multi-machine power system`s dynamic stability. All UPFC`s main basic PI controllers and its Power Oscillation Damping (POD) supplementary controller have been used. A more complete model of DFIG and both Rotor-Side Converter (RSC) and Grid-Side Converter (GSC) dynamics with their PI controllers are considered, too. UPFC and DFIG controllers are simultaneously coordinated and optimized with compromising between their control variables parameters. Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm is used to optimize the objective function based on eigenvalues and damping ratio to reach the best parameters and variables of controllers of both UPFC and DFIG. During the studies of permanent and dynamic state, the thermal capacity of the lines and the nominal values of UPFC have also been considered. Simulation results in a 39-bus 10-machine New-England power system show the capability of the applied method. The results demonstrate that coordinated control of UPFC and DFIG tend to more damping system modes oscillation and more stability in the power system.
    Keywords: Doubly-fed induction generator, dynamic stability, multi-machine power system, Optimization, unified power flow controller
  • محمد رجبی نسب، حمید یعقوبی*

    با افزایش روزافزون سهم مزارع بادی در تامین برق شبکه های قدرت، اهمیت بررسی رفتار گذرای ژنراتورهای مورد استفاده در نیروگاه های بادی، در هنگام بروز خطا یا اغتشاشات شدید شبکه بیش از پیش احساس می شود. در این میان، بررسی رفتار ژنراتور القایی دوسو تغذیه به عنوان متداول ترین ژنراتور در صنعت تولید برق بادی اهمیت ویژه ای دارد. در این مقاله ابتدا مدل ریاضی سیستم توربین_ژنراتور بادی متصل به شبکه قدرت به منظور تحلیل دقیق شرایط خطا بکار گرفته شده است. این مدل ریاضی شامل یک مدل مرتبه پنج از ماشین القایی روتور سیم پیچی شده به همراه مدل دو محوری توربین می باشد. در گام بعدی، ژنراتور القایی دوسو تغذیه متصل به شبکه قدرت در نرم افزار MATLAB/Simulink شبیه سازی و با اعمال خطاهای مختلف در شبکه چگونگی پاسخ ژنراتور به این اغتشاشات شدید بررسی شده است. در نهایت نیز نقش عوامل و پارامتر های مختلف سیستم توربین_ژنراتور بر پایداری ماشین و قابلیت گذر از خطای آن مورد مطالعه قرار گرفته است.

    کلید واژگان: ژنراتور القایی دوسو تغذیه, توربین بادی, خطاهای شبکه, پایداری گذرا
    Mohammad Rajabi Nasab, Hamid Yaghobi*

    As the penetration of wind power into the power system has increased in recent years, the importance of transient behavior analysis of wind turbine generators is felt more than ever, especially during network faults. Among the various types of generators which are used in wind power plants, studying the behavior of Doubly fed induction generator (DFIG) as the most well-known generator in the wind power industry is so important. This Paper uses a detailed model of grid-connected DFIG appropriate for fault analysis. This model includes a  order mathematical model of the wound rotor induction machine along with a two-mass model of the mechanical drive train. In the next step, transient fault responses of DFIG based wind turbine are analyzed by using simulation results from the MATLAB/Simulink software. Further examinations are also made to verify the impact of various parameters of wind turbine-generator system on fault ride-through (FRT) capability of grid-connected DFIG.

    Keywords: Doubly-fed induction generator, Wind turbine, Grid faults, Transient stability
  • Masoud Maleki Rizi, Saeed Abazari *, Nima Mahdian
    This paper presents enhancement of power system dynamic stability while equipped with both unified power flow controller and doubly fed induction generator by using LMI technique. We have used all UPFC (Unified Power Flow Controller) main basic PI controllers and its POD (Power Oscillation Damping) supplementary controller. More complete model of DFIG (Doubly Fed Induction Generator) and both RSC (Rotor Side Converter) and GSC (Grid Side Converter) dynamics with their controllers have considered too. These two devices controllers have simultaneously co-ordinate and optimized with compromising between their control variables parameters. PSO (Particle Swarm Optimization) algorithm has used to optimize an objective function based on Eigen values and damping ratio to reach to best parameters and variables of controllers of both of UPFC and DFIG. LMI (Linear Matrix Inequality) have applied to whole system linearized model to reach to optimally modified eigenvalues. Within steady state and dynamic study we considered practical line thermal capacity and UPFC power rating too. Simulation results in 39-bus 10-machine Ne-England power systems ilustrate the capability of applied method. The results demonstrated that coordinated control of these two devices beside using LMI tend to more damping of system modes oscillation and more stability in power system.
    Keywords: Dynamic stability, Doubly fed induction generator, Linear matrix inequality, Optimization, Unified power flow controller
  • مهرداد احمدی کمرپشتی*، پیام رکنی نخی

    در این مقاله برای حفظ پایداری سیستم های قدرت و میراسازی نوسانات بین ناحیه ای، میراساز مبتنی بر توربین بادی و پایدارساز سیستم قدرت به صورت بهینه و هماهنگ ارایه شده است. طراحی بهینه و همزمان پایدارساز سیستم قدرت(PSS) نصب شده در ژنراتور و میراساز نصب شده در بخش کنترلی توربین بادی از دو سو تغذیه (DFIG)به صورت یک مساله بهینه سازی تعریف شده و شبیه سازی ها در محیط نرم افزار MATLAB انجام شده است. برای تعیین بهینه ضرایب پایدارساز و میراساز از روش فراابتکاری اجتماع سالپ (SSA) با تابع هدف حداقل کردن خطای ناشی از تغییرات فرکانس دو ناحیه استفاده شده است. در این میراساز پیشنهادی به دلیل استفاده از سیگنال های سراسری(WAMS) جهت افزایش کنترل پذیری و مشاهده پذیری بیشتر مودهای نوسانی و تاخیر زمانی ناشی از این سیگنال ها نیز در نظر گرفته شده است. علاوه بر این عدم قطعیت موجود در میزان باد و تاخیر زمانی موجود در سیگناهای سراسری به صورت احتمالی محاسبه شده است. روش پیشنهادی بر روی سیستم قدرت دو ناحیه ای شش ماشینه به همراه مزرعه بادی اعمال شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی حاکی از عملکرد بهتر و پایداری سیستم قدرت  با استفاده از روش پیشنهادی می باشد.

    کلید واژگان: نوسانات بین ناحیه ای, پایدارساز سیستم قدرت, توربین بادی از دو سو تغذیه, سیگنال های سراسری, عدم قطعیت, تاخیر زمانی
    Mehrdad Ahmadi Kamarposhti*, Payam Rokni Nakhi

    The paper presents an optimal and coordinated power oscillation damper based on a wind turbine and power system stabilizer (PSS) to maintain the power system stability and damp inter-area oscillations. The optimal and coordinated design of the PSS located at the generator site and the damper which was installed in the control section of the doubly-fed induction generator (DFIG) is defined as an optimization problem and simulations have been performed in MATLAB software environment. To determine optimal coefficients of the PSS and damper, the metaheuristic salp swarm optimization (SSA) algorithm was employed with an objective function that aimed to minimize the error caused by frequency deviations of two areas. Due to the use of wide-area measurement systems (WAMS) in the proposed damper to enhance controllability and observability of most of the oscillation modes, time delays resultant from the WAMS was also taken into account. Additionally, uncertainties of wind intermittency and time delay of WAMS were calculated probabilistically. The suggested method was applied to a six-machine two-area power system with a wind farm. The obtained simulation results highlighted and validated the superior performance and stability of the power system as a result of using the proposed method.

    Keywords: inter-area oscillations, power system stabilizer, doubly-fed induction generator, wide-area measurement system, uncertainty, time delay
  • سجاد توحیدی

    روش های مبتنی بر کنترل پیش در حوزه مبدل های قدرتی و درایوهای الکتریکی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. اما از بزرگ ترین ایرادات این روش ها زمان محاسبات طولانی آن ها است که با افزایش کران پیش بین این مشکل بزرگ تر خواهد شد. این درحالی است که افزایش کران پیش بین باعت افزایش دقت سیستم می شود. در این مقاله یک کنترل پیش بین کران بلند برای مبدل قدرت استفاده شده در روتور ژنراتور القایی دو تحریکه پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی از یک الگوریتم مقایسه گر در ساختار کنترل پیش بین استفاده شده است تا سرعت بهینه سازی تابع هدف را افزایش دهد. الگوریتم پیشنهادی از اعمال تمامی ورودی های کنترلی به تابع هدف جلوگیری می کند. علاوه بر این در ساختار بهینه سازی از یک توالی ضرایب وزنی استفاده شده است تاثیر نمونه های اولیه در بهینه سازی بیشتر شود. در نهایت نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استراتژی پیشنهادی زمان محاسبات را در حدود 48 درصد نسبت به حالت عادی آن بهبود می دهد.

    کلید واژگان: کنترل پیش بین مدل, کاهش محاسبات, ژنراتور القایی دوتحریکه, سیستم های تبدیل انرژی بادی
    A. Younesi, S. Tohidi *, M.R. Feyzi

    Model predictive control (MPC) based methods are gaining more and more attention in power converters and electrical drives. Nevertheless, high computational burden of MPC is an obstacle for its application, especially when the prediction horizon increases extends. At the same time, increasing the prediction horizon leads to a superior response. In this paper, a long horizon MPC is proposed to control the power converter employed in the rotor side of DFIG. The main contribution of this paper is to propose a new comparative algorithm to speed up the optimization of the objective function. The proposed algorithm prevents examining all inputs in each prediction step to saving the computational time. Additionally, the proposed method along with the use of an incremental algorithm applies a sequence of weighting factors in the cost function over the prediction horizon to maximize the impact of primary samples on the optimal vector selection. Therefore, the proposed MPC strategy can predict a longer horizon with relatively low computational burden. Finally, results show that the proposed controller has the fastest dynamic response with lower overshoots compared to direct torque control and vector control method. In addition, the proposed strategy with more accurate response reduces the calculation time by up to 48% compared to classical MPC, for the prediction horizon of three.

    Keywords: Model predictive control, Computational effort, Doubly fed induction generator, Wind energy conversion system.‎
  • امید ابراهیمی، غضنفر شاهقلیان*، مهران زمانی فر

    استاتور توربین بادی مبتنی بر ژنراتور القایی دو سو تغذیه به طور مستقیم به شبکه متصل می‏شود که جبران توان راکتیو شبکه را ممکن می‏سازد. در این مقاله کنترل توان راکتیو در ژنراتور القایی دوسو تغذیه در دو حالت چشم‏پوشی از مقاومت استاتور و در نظر گرفتن مقاومت استاتور و تغییرات شار آن در چهار مد عملکرد شامل حداکثر جذب توان راکتیو توسط استاتور، حداکثر تولید توان راکتیو توسط استاتور، مد حداقل تلفات و مد حداقل سازی تلفات ارایه شده است. برای هر یک از مدهای عملکرد یک مساله بهینه‏سازی به منظور کنترل توان راکتیو با استفاده از الگوریتم بهینه‏سازی توده ذرات (PSO) بررسی شده و جریان محور طولی روتور برای کنترل توان راکتیو در هر یک از مدهای فوق تعیین می شود. برای بررسی توانایی روش الگوریتم بهینه سازی توده ذرات نتایج شبیه سازی با روش تکراری مقایسه شده است. روش بهینه سازی توده ذرات در تمامی مدها عملکرد مناسبی داشته است و در نظر گرفتن تغییرات شار به عنوان قید در مسایل بهینه‏سازی باعث بهتر شدن عملکرد در کنترل توان راکتیو در ژنراتور القایی دوسو تغذیه شده است.

    کلید واژگان: توربین بادی, ژنراتور القایی دوسو تغذیه, الگوریتم بهینه سازی, توان راکتیو
    Omid Ebrahimi, Ghazanfar Shahgholian*, Mehran Zamanifar

    The stator of the doubly-fed induction generator-based wind turbine is connected directly to the grid, which makes possible reactive power compensation of the grid. In this paper, controlling reactive power in DFIG in two modes, the first assumption is neglecting stator resistance while the second one is considering stator resistance and its flux variations in four performance modes including maximum stator reactive power absorption, maximum stator reactive power generation, mode minimum casualties and minimization modes are provided. For each mode in each of assumptions and optimization problem introduced and PSO algorithm utilized to find a feasible solution. By solving the optimization problems with aim of PSO algorithm, the required for controlling reactive power in each mode is achieved. To demonstrate the efficiency of proposed method, the results compared with another method based on an iterative algorithm. Simulation results show that considering linkage flux variations of stator as a constraint of the optimization problems has led to good performance in controlling reactive power of DFIG.

    Keywords: Wind Turbine, Doubly-Fed Induction Generator, Optimization Algorithm, Reactive Power
  • حسن مرادی چشمه بیگی*، ندا عزیزی

    در این مقاله، یک روش جدید برای کنترل هم زمان توان اکتیو و راکتیو در سیستم چندماشینه با بهره گیری از ذخیره ساز انرژی و ساختار کنترلی توزیع شده در کنترل فرکانس و تنظیم ولتاژ معرفی شده است. در روش پیشنهادی، هریک از واحد های تولیدی به یک واحد ذخیره سازی با سیستم کنترلی مجزا مجهز شده اند که هر واحد ذخیره ساز شامل دو حلقه کنترلی مجزاست. حلقه اول برای کنترل توان اکتیو و حلقه دوم برای کنترل توان راکتیو طراحی شده است. همچنین برای کنترل فرکانس و ولتاژ دو مدار کنترلی مجزا نیز در مبدل ها در نظر گرفته شده است. برای بررسی عملکرد ساختار کنترلی پیشنهادی و نمایش پایداری سیستم نتایج شبیه سازی برای حالت های تعادل و عدم تعادل شبکه بررسی شده است. برای استراتژی کنترلی ارایه شده تمام پارامترهای کنترل کننده ها هم زمان با استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی غیرخطی ترکیبی رقابت استعماری و ژنتیک بهینه شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی بیانگر کارایی ساختار کنترلی پیشنهادی در بهره گیری از باتری ذخیره ساز انرژی برای کنترل همزمان توان اکتیو و راکتیو در یک سیستم مبدل انرژی بادی است و اثربخشی این استراتژی را در شرایط تعادل و عدم تعادل شبکه نشان می دهد.

    کلید واژگان: مبدل سمت روتور, ژنراتور دوسو تغذیه, کنترل توزیع شده توان اکتیو و راکتیو, کنترل فرکانس, کنترل ولتاژ
    Hasan Moradi*, Neda Azizi

    This paper addresses the improvement of active and reactive power control in a multi-machine system using battery energy storage system, frequency control, and voltage regulation simultaneously. In the proposed method, each wind unit is equipped with an exclusive storage unit with a control system. This method for battery energy storage system includes two decoupled control loops-- one loop for active power control and the other loop for the reactivation of power control. In addition, there are two supplementary control loops for frequency control and voltage regulation in the rotor side converter of each generator. Besides, the proposed control strategy, here, optimally tunes all the parameters of controllers have been optimized simultaneously by utilizing a mixed integer nonlinear optimization programming by ICA and GA algorithm. The simulation results carried out from MATLAB software show the effectiveness not only of the proposed control scheme in utilizing battery energy storage system in the control of the active and reactive power of the wind assortment but also of the strategy in balanced and unbalanced conditions of the networks.

    Keywords: Doubly Fed Induction Generator, Distributed active, Reactive Power Control, Frequency Control, Voltage Control
  • جعفر میلی منفرد*، سید حمید فتحی، سید سعید حیدری

    انطباق مزرعه بادی فراساحلی متصل به خط انتقال جریان مستقیم بر الزامات شبکه در این مقاله بررسی شده است. کوپلینگDC در این ساختار منجر به عدم انعکاس اغتشاشات سیستم قدرت در مزرعه بادی فراساحلی می گردد. در این راستا، سطح ولتاژ لینک DC برای انعکاس وضعیت شبکه ساحلی مدوله شده است. همچنین، اغتشاشات شبکه ساحلی به کمک اندازه گیری سطح ولتاژ DC و عملکرد مبدل سمت مزرعه بادی در مزرعه بادی فراساحلی منعکس شده است تا از قابلیت پاسخ فرکانسی دینامیکی و فعالیت ضمن خطای توربین های بادی استفاده گردد. ساختار واحدی کنترلی با تمرکز بر ژنراتور القایی تغذیه دوگانه نیز پیشنهاد شده است که در برگیرنده سه رهیافت مبتنی بر سامانه مخابراتی، مدولاسیون فرکانس و مدولاسیون ولتاژ است و امکان مقایسه این روش ها را در ساختاری واحد ممکن می سازد. روشی ترکیبی مدولاسیون ولتاژ و فرکانس نیز پیشنهاد شده است که در آن با تفکیک مناسب مابین دینامیک های سریع مربوط به خطای اتصال کوتاه شبکه و وقایع فرکانسی آن، به ترتیب از روش مدولاسیون ولتاژ و مدولاسیون فرکانس بهره گرفته شده است. نتایج شبیه سازی های انجام شده نشان دهنده توانمندی مشابه هر چهار روش در ارایه پاسخ دینامیکی فرکانسی بوده است. اما با در نظر داشتن فعالیت ضمن خطا، تمامی روش ها (با فرض تاخیر انتقال داده اندک) به جز روش مدولاسیون فرکانس توانمندی رعایت الزامات ضمن خطای شبکه را داشته اند. اینطور نتیجه گیری شده است که مدولاسیون ترکیبی ولتاژ و فرکانس به عنوان برترین رهیافت با تفکیک مناسب مابین دینامیک های سریع و کند، مزایایی نظیر کمترین سطح افزایش ولتاژ DC ضمن خطا، انحراف از نقطه کار پس از رفع خطا و حفظ ساختار کنترلی متداول را دارد.

    کلید واژگان: الزامات شبکه, خط انتقال VSC-HVDC, روش کاهش توان, ژنراتور القایی تغذیه دوگانه, مزرعه بادی فراساحلی
    Jafar Milimonfared*, Seyed Hamid Fathi, Seyed Saeid Heidary

    Grid code compatibility of HVDC interfaced offshore wind farm is evaluated in this paper. DC coupling causes power system contingencies not to get reflected in the offshore wind farm. In this regard, DC link voltage level is modulated to reflect the status of the onshore power system. Accordingly, onshore power system contingencies are reflected in the offshore wind farm by means of DC link voltage measurement and appropriate exercise of the wind farm HVDC converter. It is to excite dynamic frequency response and Low Voltage Ride Through (LVRT) capabilities of the modern wind turbines. A unified control structure is also proposed for doubly fed induction generator-based offshore wind farms that can model and compare three communication based, frequency modulation based, and voltage modulation based LVRT approaches. Moreover, a hybrid frequency and voltage modulation based approach is proposed in which an appropriate discrimination is embedded between fast transients related to LVRT condition and slow transients related to frequency contingencies. Accordingly, voltage modulation and frequency modulation approaches are utilized under LVRT and frequency events respectively. Simulation results have revealed similar dynamic frequency response capability for all four approaches. Moreover, except frequency modulation approach, remaining approaches have been able to fulfill grid code requirements given agile communication speed. It is concluded that the proposed hybrid frequency and voltage modulation, as the superior approach, has advantages like minimum LVRT DC voltage profile increase and subsequent deviation from theoperating point after the fault and preservation of conventional control structure thanks to appropriate dissociation between slow and fast dynamics.

    Keywords: Doubly fed induction generator, grid codes, offshore wind farm, power reduction method, VSC-HVDC transmission line
  • احمد جعفری*، غضنفر شاهقلیان، مهران زمانی فر

    در این مقاله، تجزیه و تحلیل مدال یک ژنراتور القایی دوسو تغذیه (DFIG) متصل به شبکه با استفاده از تحلیل پایداری سیگنال کوچک ارائه شده و اثر تغییر پارامتر های سیستم مانند اندوکتانس متقابل، مقاومت استاتور، راکتانس خط، سختی محور و سرعت باد بر روی مقادیر ویژه، پایداری و میرایی مد های مختلف سیستم نشان داده شده است. این تحلیل نشان می دهد که تغییر کدام پارامتر ها می تواند سیستم را از شرایط کار نرمال خارج کنند و همچنین تغییر کدام پارامتر ها می تواند باعث بهبود رفتار یک سیستم تا حد امکان شود. در پایان نتایج شبیه سازی اثر تغییر هر پارامتر برای ارزیابی پایداری و طراحی کنترل کننده های مختلف را نشان می دهد.

    کلید واژگان: تحلیل پایداری سیگنال کوچک, ژنراتور القایی دوسو تغذیه, منابع تولید پراکنده, تحلیل مقادیر ویژه
    A. Jafari*, G. Shahgholian, M. Zamanifar

    In this paper, the modal analysis of a grid connected doubly-fed induction generator (DFIG) using small signal stability analysis is presented and effect of variation in system parameters such as mutual inductance, stator resistance, line reactance, shaft stiffness and wind speed on the eigenvalues, stability and damping ratio of different modes of system are studied. This analysis shows that which parameters variation can deviate the system from normal working conditions as well as which parameters variation can improve the system behavior. For evaluating the stability and different controllers design, the simulation results show the effects of parameters variations.

    Keywords: Doubly fed induction generator, distributed generators, small signal stability, eigenvalue analysis
  • H. Benbouhenni*
    This article presents a sliding mode control (SMC) with artificial neural network (ANN) regulator for the doubly fed induction generator (DFIG) using two-level neural pulse width modulation (NPWM) technique. The proposed control scheme of the DFIG-based wind turbine system (WTS) combines the advantages of SMC control and ANN regulator. The reaching conditions, robustness and stability of the system with the proposed control are guaranteed. The SMC method which is insensitive to uncertainties, including parameter variations and external disturbances in the whole control process. Finally, the SMC control with neural network regulator (NSMC) is used to control the stator reactive and a stator active power of a DFIG supplied by the NPWM strategy and confirms the validity of the proposed approach. Results of simulations containing tests of robustness and tracking tests are presented.
    Keywords: Doubly Fed Induction Generator, Neural Pulse Width Modulation, Artificial Neural Network, Sliding Mode Control, Neuro-Sliding Mode Control
  • Habib Benbouhenni *
    Wind energy (WG) generation industry has taken more concentration of fabrics. The WG promising renewable source of electrical energy generation for the future. This article applied neural network (NN) technique on the sliding mode command (SMC) of a 1.5 MW doubly-fed induction generator (DFIG) wind turbine (WT). In order to command the energy following between the stator of the DFIG and the grid, a proposed command design uses NN method is applied for implementing a neural command low to remove completely the chattering phenomenon on a traditional SMC strategy. The use of this technique provides very satisfactory performance for the DFIG command. The DFIG is tested in association with a WT. The simulation schemes were developed in Matlab/Simulink environment and the simulation results are presented and discussed for the whole system.
    Keywords: Doubly fed induction generator, sliding mode command, neural network, chattering phenomenon, wind turbine
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال