Title of article :
Coordinated Control of Doubley Fed Induction Generator Virtual Inertia and Power System Oscillation Damping Using Fuzzy Logic
Author/Authors :
Solat, A.R Department of Electrical and Computer Engineering - Science and Research Branch Islamic Azad University, Tehran, Iran , Ranjbar, A.M Department of Electrical Engineering - Sharif University of Technology, Tehran, Iran , Mozafari, B Department of Electrical and Computer Engineering - Science and Research Branch Islamic Azad University, Tehran, Iran
Abstract :
Doubly-fed induction generator (DFIG) based wind turbines with traditional maximum power point
tracking (MPPT) control provide no inertia response under system frequency events. Recently, the
DFIG wind turbines have been equipped with virtual inertia controller (VIC) for supporting power
system frequency stability. However, the conventional VICs with fixed gain have negative effects on
inter-area oscillations of regional networks. To cope with this drawback, this paper proposes a novel
adaptive VIC to improve both the inter-area oscillations and frequency stability. In the proposed
scheme, the gain of VIC is dynamically adjusted using fuzzy logic. The effectiveness and control
performance of the adaptive fuzzy VIC is evaluated under different frequency events such as loss of
generation, short circuit disturbance with load shedding. The simulation studies are performed on a
generic two-area network integrated with a DFIG wind farm and the comparative results are presented
between three cases: DFIG without VIC, DFIG with fixed gain VIC, and DFIG with adaptive fuzzy
VIC. All the results confirm the proposed fuzzy VIC can improve both the inter-area oscillations and
frequency stability.
Farsi abstract :
توربين هاي بادي مبتني بر DFIG با كنترل سنتي MPPT نمي توانند پاسخ اينرسيايي موثري به اختلالات فركانسي شبكه
داشته باشند. اخيراً با افزايش ظرفيت توليدات بادي، استراتژي كنترل اينرسي مصنوعي DFIG به منظور پشتيباني از
پايداري فركانسي شبكه متصل شده، پيشنهاد شده است. با اين حال، در اين مقاله نشان داده ميشود كه كنترل اينرسي
مصنوعي متداول با بهره ثابت، اثرات منفي بر ميرايي نوسانات بين ناحيه اي در شبكههاي قدرت چند ناحيه اي دارد. براي
مقابله با اين مشكل، در اين مقاله، يك كنترل كننده اينرسي مصنوعي تطبيقي مدرن به منظور كنترل هماهنگ پاسخ اينرسي
DFIG و ميرايي نوسانات بين ناحيه اي شبكه قدرت پيشنهاد مي شود. در طرح پيشنهادي، بهره VIC ثابت نيست بلكه با
استفاده از منطق فازي و به طور تطبيقي با توجه به نوسانات بين ناحيهاي شبكه تنظيم مي شود. عملكرد و كارايي كنترل
كننده اينرسي مصنوعي فازي پيشنهادي در شرايط اختلالات فركانسي مختلف نظير فقدان ناگهاني توليد، خطاي اتصال
كوتاه و قطع بار، ارزيابي مي شود. همچنين مطالعات شبيه سازي روي يك سيستم قدرت دو ناحيه اي استاندارد كه يك
) مزرعه بادي به آن متصل شده است انجام ميشود و نتايج به صورت مقايسهاي براي سه مورد ارايه مي شوند: 1 DFIG
) بدون كنترل اينرسي مصنوعي، 2 DFIG ) با كنترل اينرسي مصنوعي با بهره ثابت، 3 DFIG با كنترل اينرسي مصنوعي
تطبيقي فازي. تمام نتايج بدست آمده تأييد مي كنند كه كنترل كننده اينرسي مصنوعي پيشنهادي، علاوه بر بهبود پايداري
فركانسي سيستم قدرت به طور همزمان ميرايي نوسانات بين ناحيه اي را نيز افزايش مي دهد.
Keywords :
Fuzzy Logic , Inter-area Oscillation , Frequency Stability , Virtual Inertia Control , Turbine , Doubley Fed Induction Generator Wind