AMELIORATE DIRECT POWER CONTROL OF STANDALONE WIND ENERGY GENERATION SYSTEM BASED ON PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR BY USING FUZZY LOGIC CONTROL

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.6.09

Ключові слова:

пряме управління потужністю, управління з нечіткою логікою, синхронний генератор з постійними магнітами, метод ШІМ, вітроенергетична система

Анотація

Мета. Електроенергія є основною енергією для життя, і її споживання збільшується, тому нам необхідно відкриття нових джерел енергії, таких як енергія вітру. Для поліпшення якості енергії вітру, що генерується за допомогою управління на основі штучного інтелекту, таке управління призначене для оптимізації продуктивності роботи трифазного ШІМ випрямляча. Методологія. Дані стратегії засновані на прямому управлінні миттєвою потужністю, а саме: пряме управління потужністю з класичним ПІ-регулятором і пряме управління потужністю регулятором з нечіткою логікою. Нечіткість, що характеризується її здатністю справлятися з неточністю, невизначеністю, була використана для створення нечіткого регулятора напруги. Моделювання цих методів було реалізовано за допомогою Matlab/Simulink. Отримані результати. Порівняння з результатами, отриманими за допомогою класичного ПІ-регулятора, показало поліпшення динамічних характеристик. Це робить нечіткий контролер прийнятним вибором для систем, що вимагають швидкої і точної настройки і менш чутливих до зовнішніх перешкод. Оригінальність. Запропоновано стратегію управління, що використовує для отримання регулювання продуктивності напруги шини постійного струму і синусоїдальні струми на стороні мережі. Практична цінність. Доведено, що нечітка логіка ефективна з точки зору зниження коефіцієнта гармонійних спотворень поглинаються струмів, коректного регулювання активної і реактивної потужності і постійної напруги, а також коефіцієнта потужності роботи блоку. 

Біографії авторів

R. Lebied, University 20 August 1955

Electrotechnical Laboratory Skikda (LES), Department of Electrical Engineering

R. Lalalou, University 20 August 1955

Electrotechnical Laboratory Skikda (LES), Department of Electrical Engineering

H. Benalla, University of Constantine 1

Electrical Engineering Laboratory of Constantine (LEC), Department of Electrical Engineering

K. Nebti, University of Constantine 1

Electrical Engineering Laboratory of Constantine (LEC), Department of Electrical Engineering

I. Boukhechem, University 20 August 1955

Electrotechnical Laboratory Skikda (LES), Department of Electrical Engineering

Посилання

Rodriguez J.R., Dixon J.W., Espinoza J.R., Pontt J., Lezana P. PWM regenerative rectifiers: state of the art. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2005, vol. 52, no. 1, pp. 5-22. doi: 10.1109/TIE.2004.841149.

Singh M., Chandra A., Singh B. Sensorless Power maximization of PMSG based isolated wind-battery hybrid system using adaptive neuro-fuzzy controller. 2010 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Oct. 2010. doi: 10.1109/IAS.2010.5615370.

Blaabjerg F., Ke Ma. Future on power electronics for wind turbine systems. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2013, vol. 1, no. 3, pp. 139-152. doi: 10.1109/JESTPE.2013.2275978.

Barton J.P., Infield D.G. Energy storage and its use with intermittent renewable energy. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2004, vol. 19, no. 2, pp. 441-448. doi: 10.1109/TEC.2003.822305.

Barote L., Marinescu C., Cirstea M.N. Control structure for single-phase stand-alone wind-based energy sources. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2013, vol. 60, no. 2, pp. 764-772. doi: 10.1109/TIE.2012.2206346.

Badran O. Wind turbine utilization for water pumping in Jordan. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 2003, vol. 91, no. 10, pp. 1203-1214. doi: 10.1016/S0167-6105(03)00073-4.

Malinowski M., Kazmierkowski M.P., Trzynadlowski A. Review and comparative study of control techniques for three-phase PWM rectifiers. Mathematics and Computers in Simulation, 2003, vol. 63, no. 3-5, pp. 349-361. doi: 10.1016/S0378-4754(03)00081-8.

Larrinaga S.A., Vidal M. A. R., Oyarbide E., Apraiz J. R. T. Predictive control strategy for DC/AC converters based on direct power control. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2007, vol. 54, no. 3, pp. 1261-1271. doi: 10.1109/TIE.2007.893162.

Mendis N., Muttaqi K.M., Perera S. Management of battery-supercapacitor hybrid energy storage and synchronous condenser for isolated operation of PMSG based variable-speed wind turbine generating systems. IEEE Transactions on Smart Grid, 2014, vol. 5, no. 2, pp. 944-953. doi: 10.1109/TSG.2013.2287874.

Noguchi T., Tomiki H., Kondo S., TakahashiI., Katsumata J. Instantaneous active and reactive power control of PWM converter by using switching table. IEEJ Transactions on Industry Applications, 1996, vol. 116, no. 2, pp. 222-223. doi: 10.1541/ieejias.116.222.

Idir A., Kidouche M. Direct torque control of three phase induction motor drive using fuzzy logic controllers for low torque ripple. Proceedings Engineering & Technology, 2013, vol. 2, pp. 78-83.

Boukhechem I., Boukadoum A., Boukelkoul L., Lebied R. Sensorless direct power control for three-phase grid side converter integrated into wind turbine system under disturbed grid voltages. Electrical engineering & electromechanics, 2020, no. 3, pp. 48-57. doi: 10.20998/2074-272X.2020.3.08.

Mirecki A., Roboam X., Richardeau F. Architecture complexity and energy efficiency of small wind turbines. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2007, vol. 54, no. 1, pp. 660-670. doi: 10.1109/tie.2006.885456.

Tran D.-H., Sareni B., Roboam X., Espanet C. Integrated optimal design of a passive wind turbine system: an experimental validation. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2010, vol. 1, no. 1, pp. 48-56. doi: 10.1109/tste.2010.2046685.

Cho Y., Lee K.-B., Song J.-H., Lee Y.I. Torque-ripple minimization and fast dynamic scheme for torque predictive control of permanent-magnet synchronous motors. IEEE Transactions on Power Electronics, 2015, vol. 30, no. 4, pp. 2182-2190. doi: 10.1109/TPEL.2014.2326192.

Chinchilla M., Arnaltes S., Burgos J.C. Control of permanent-magnet generators applied to variable-speed wind-energy systems connected to the grid. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2006, vol. 21, no. 1, pp. 130-135. doi: 10.1109/TEC.2005.853735.

Kim H.-W., Kim S.-S., Ko H.-S. Modeling and control of PMSG-based variable-speed wind turbine. Electric Power Systems Research, 2010, vol. 80, no. 1, pp. 46-52. doi: 10.1016/j.epsr.2009.08.003.

Seyoum D., Rahman M.F., Grantham C. Terminal voltage control of a wind turbine driven isolated induction generator using stator oriented field control. Eighteenth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2003. APEC ’03. doi: 10.1109/APEC.2003.1179315.

Bouafia A., Gaubert J.-P., Krim F. Predictive direct power control of three-phase pulsewidth modulation (PWM) rectifier using space-vector modulation (SvM). IEEE Transactions on Power Electronics, 2010, vol. 25, no. 1, pp. 228-236. doi: 10.1109/TPEL.2009.2028731.

Malinowski M., Kazmierkowski M.P., Trzynadlowski A. Review and comparative study of control techniques for three-phase PWM rectifiers. Mathematics and Computers in Simulation, 2003, vol. 63, no. 3-5, pp. 349-361. doi: 10.1016/S0378-4754(03)00081-8.

Bouafia A., Gaubert J.-P., Krim F. Analysis and design of new switching table for direct power control of three-phase PWM rectifier. 2008 13th International Power Electronics and Motion Control Conference, Sep. 2008. doi: 10.1109/epepemc.2008.4635347.

Hussein M.M., Senjyu T., Orabi M., Wahab M.A.A., Hamada M.M. Load power management control for a stand alone wind energy system based on the state of charge of the battery. 2012 IEEE International Conference on Power and Energy (PECon), Dec. 2012. doi: 10.1109/pecon.2012.6450352.

Noguchi T., Tomiki H., Kondo S., Takahashi I. Direct power control of PWM converter without power-source voltage sensors. IEEE Transactions on Industry Applications, 1998, vol. 34, no. 3, pp. 473-479. doi: 10.1109/28.673716.

Ohnuki T., Miyashita O., Lataire P., Maggetto G. Control of a three-phase PWM rectifier using estimated AC-side and DC-side voltages. IEEE Transactions on Power Electronics, 1999, vol. 14, no. 2, pp. 222-226. doi: 10.1109/63.750174.

Benbouhenni H., Boudjema Z. Comparative study between neural hysteresis, fuzzy PI, and neural switching table for an IM DTC control. Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, 2018, vol. 5.

Bouafia A., Krim F., Gaubert J.-P. Design and implementation of high performance direct power control of three-phase PWM rectifier, via fuzzy and PI controller for output voltage regulation. Energy Conversion and Management, 2009, vol. 50, no. 1, pp. 6-13. doi: 10.1016/j.enconman.2008.09.011.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-13

Як цитувати

Lebied, R., Lalalou, R., Benalla, H., Nebti, K., & Boukhechem, I. (2020). AMELIORATE DIRECT POWER CONTROL OF STANDALONE WIND ENERGY GENERATION SYSTEM BASED ON PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR BY USING FUZZY LOGIC CONTROL. Електротехніка і Електромеханіка, (6), 63–70. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.6.09

Номер

Розділ

Електричні станції, мережі і системи

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають