Indirect active and reactive powers control of doubly fed induction generator fed by three-level adaptive-network-based fuzzy inference system – pulse width modulation converter with a robust method based on super twisting algorithms

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.4.04

Ключові слова:

асинхронні генератори з подвійним живленням, широтно-імпульсна модуляція, нейро-нечіткі алгоритми, непряме керування, орієнтоване на поле

Анотація

Мета У статті представлено мінімізацію пульсацій реактивної та активної потужності асинхронних генераторів подвійного живлення з використанням алгоритмів суперскрутки та широтно-імпульсної модуляції на основі нейро-нечітких алгоритмів. Метод. Основна роль непрямого управління активною та реактивною потужністю полягає у керуванні та регулюванні реактивної та активної потужностей асинхронних генераторів з подвійним живленням для вітроенергетичних систем з подвійним ротором змінної швидкості. Непряме керування, орієнтоване на поле, - це класична схема керування та проста структура. Широтно-імпульсна модуляція, заснована на системі нечітких висновків на основі адаптивної мережі, є новим методом модуляції; характеризується простим алгоритмом, який дає гарні гармонічні спотворення порівняно з іншими методами. Новизна. Пропонується адаптивна мережа на основі нечіткого висновку із широтно-імпульсною модуляцією. Запропонована побудова методу модуляції базується на традиційній широтно-імпульсній модуляції та системі нечітких висновків на основі адаптивних мереж для отримання надійного методу модуляції та зменшення гармонічних спотворень струму статора. У нашому дослідженні ми використовуємо асинхронний генератор з подвійним живленням потужністю 1,5 МВт, інтегрований у вітроенергетичну систему з подвійним ротором, щоб зменшити пульсації крутного моменту, струму, активної потужності та реактивної потужності. Результати. Як показано на рисунках з результатами, використання методу широтно-імпульсної модуляції на основі нечітких висновків системи адаптивних мереж покращує ефективність, особливо зменшує реактивну потужність, крутний момент, струм статора, пульсації активної потужності, та мінімізує гармонійне спотворення струму (0,08 %) порівняно з класичним керуванням.

Біографії авторів

H. Benbouhenni, Nisantasi University, Turkey

Doctor of Electrical Engineering, Department of Electrical & Electronics Engineering

A. Driss, Ecole National Polytechnique School of Oran Maurice Audin, Algeria

Doctor of Electrical Engineering, Department of Electrical Engineering, LAAS Research Laboratory

S. Lemdani, University of Science and Technology of Oran-Mohamed-Boudiaf, Algeria

Doctor of Electrical Engineering, Department of Electrical Engineering

Посилання

Benbouhenni H. FPWM technique based converter for IM drives. Acta Electrotechnica et Informatica, 2019, vol. 19, no. 1, pp. 32-41. doi: https://doi.org/10.15546/aeei-2019-0005.

Benbouhenni H., Boudjema Z., Belaidi A. DFIG-based WT system using FPWM inverter. International Journal of Smart Grid, 2018, vol. 2, no. 3, pp. 142-154. Available at: https://www.ijsmartgrid.org/index.php/ijsmartgridnew/article/view/16 (accessed 14 March 2021).

Benbouhenni H. Sliding mode with neural network regulator for DFIG using two-level NPWM strategy. Iranian Journal of Electrical & Electronic Engineering, 2019, vol. 15, no. 3, pp. 411-419. doi: http://dx.doi.org/10.22068/IJEEE.15.3.411.

Benbouhenni H. A comparison study between fuzzy PWM and SVM inverter in NSMC control of stator active and reactive power control of a DFIG based wind turbine systems. International Journal of Applied Power Engineering, 2019, vol. 8, no. 1, pp. 78-92. doi: https://doi.org/10.11591/ijape.v8.i1.pp78-92.

Benbouhenni H. Comparison study between FPWM and NSVM inverter in neuro-sliding mode control of reactive and active power control of a DFIG-based wind energy. Majlesi Journal of Energy Management, 2017, vol. 6, no. 4, pp. 15-23. Available at: http://journals.iaumajlesi.ac.ir/em/index/index.php/em/article/view/338 (accessed 14 March 2021).

Benbouhenni H., Boudjema Z., Belaidi A. A comparative study between four-level NSVM and three-level NSVM technique for a DFIG-based WECSs controlled by indirect vector control. Carpathian Journal of Electronic and Computer Engineering, 2018, vol. 11, no. 2, pp. 13-19. doi: https://doi.org/10.2478/cjece-2018-0012.

Benbouhenni H., Boudjema Z., Belaidi A. Indirect vector control of a DFIG supplied by a two-level FSVM inverter for wind turbine system. Majlesi Journal of Electrical Engineering, 2019, vol. 13, no. 1, pp. 45-54. Available at: http://mjee.iaumajlesi.ac.ir/index/index.php/ee/article/view/2693 (accessed 14 March 2021).

Amrane F., Chaiba A. A novel direct power control for grid-connected doubly fed induction generator based on hybrid artificial intelligent control with space vector modulation. Revue Roumaine des sciences techniques. Série Électrotechnique et Énergétique, 2016, vol. 61, no. 3, pp. 263-268. Available at: http://revue.elth.pub.ro/index.php?action=details&id=597 (accessed 12 May 2020).

Benbouhenni H. Comparative study between different vector control methods applied to DFIG wind turbines. Majlesi Journal of Mechatronic Systems, 2018, vol. 6, no. 4, pp. 15-23. Available at: http://journals.iaumajlesi.ac.ir/ms/index/index.php/ms/article/view/382 (accessed 14 March 2021).

Benbouhenni H., Boudjema Z., Belaidi A. Using three-level Fuzzy space vector modulation method to improve indirect vector control strategy of a DFIG based wind energy conversion systems. International Journal of Smart Grid, 2018, vol. 2, no. 3, pp. 155-171. Available at: https://www.ijsmartgrid.org/index.php/ijsmartgridnew/article/view/15 (accessed 14 March 2021).

Jang J.-S.R. ANFIS: adaptive-network-based fuzzy inference system. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 1993, vol. 23, no. 3, pp. 665-685. doi: https://doi.org/10.1109/21.256541.

Benbouhenni H. Intelligence indirect vector control of a DFIG based wind turbines. Majlesi Journal of Electrical Engineering, 2019, vol. 13, no. 3, pp. 27-35. Available at: http://mjee.iaumajlesi.ac.ir/index/index.php/ee/article/view/2972 (accessed 14 March 2021).

Levant A. Sliding order and sliding accuracy in sliding mode control. International Journal of Control, 1993, vol. 58, no. 6, pp. 1247-1263. https://doi.org/10.1080/00207179308923053.

Boudjema Z., Taleb R., Djerriri Y., Yahdou A. A novel direct torque control using second order continuous sliding mode of a doubly fed induction generator for a wind energy conversion system. Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, 2017, vol. 25, no.2, pp. 965-975. doi: https://doi.org/10.3906/elk-1510-89.

Benbouhenni H. Rotor flux and torque ripples minimization for direct torque control of DFIG by NSTSM algorithm. Majlesi Journal of Energy Management, 2018, vol. 7, no. 3, pp. 1-9. Available at: http://journals.iaumajlesi.ac.ir/em/index/index.php/em/article/view/369 (accessed 12 May 2020).

Benbouhenni H. Stator current and rotor flux ripples reduction of DTC DFIG drive using FSTSMC algorithm. International Journal of Smart Grid, 2019, vol. 3, no. 4, pp. 226-234. Available at: https://www.ijsmartgrid.org/index.php/ijsmartgridnew/article/view/82 (accessed 14 March 2021).

Benbouhenni H. Utilization of an ANFIS-STSM algorithm to minimize total harmonic distortion. International Journal of Smart Grid, 2020, vol. 4, no. 2, pp. 56-67. Available at: https://www.ijsmartgrid.org/index.php/ijsmartgridnew/article/view/98 (accessed 14 March 2021).

Listwan J. Application of super-twisting sliding mode controllers in direct field-oriented control system of six-phase induction motor: experimental studies. Power Electronics and Drives, 2018, vol. 3, no. 1, pp. 23-34. doi: https://doi.org/10.2478/pead-2018-0013.

Bouyekni A., Taleb R., Boudjema Z., Kahal H. A second-order continuous sliding mode based on DFIG for wind-turbine-driven DFIG. Elektrotehniški vestnik, 2018, vol. 85, no. 1-2, pp. 29-36. https://ev.fe.uni-lj.si/1-2-2018/Bouyekni.pdf.

Benbouhenni H., Boudjema Z., Belaidi A. Direct power control with NSTSM algorithm for DFIG using SVPWM technique. Iranian Journal of Electrical & Electronic Engineering, 2021, vol. 17, no. 1, pp. 1-11. doi: http://dx.doi.org/10.22068/IJEEE.17.1.1518.

Benbouhenni H., Boudjema Z., Belaidi A. DPC based on ANFIS super-twisting sliding mode algorithm of a doubly-fed induction generator for wind energy system. Journal Européen des Systèmes Automatisés, 2020, vol. 53, no. 1, pp. 69-80. doi: https://doi.org/10.18280/jesa.530109.

Tayebi-Haghighi S., Piltan F., Kim J.-M. Robust Composite High-Order Super-Twisting Sliding Mode Control of Robot Manipulators. Robotics, 2018, vol. 7, no. 1, p. 13. https://doi.org/10.3390/robotics7010013.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-07-29

Як цитувати

Benbouhenni, H., Driss, A., & Lemdani, S. (2021). Indirect active and reactive powers control of doubly fed induction generator fed by three-level adaptive-network-based fuzzy inference system – pulse width modulation converter with a robust method based on super twisting algorithms. Електротехніка і Електромеханіка, (4), 31–38. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.4.04

Номер

Розділ

Електротехнічні комплекси та системи