بهبود قابليت عبور از ولتاژ پايين توربين بادي داراي DFIG متصل به شبكه با استفاده از DVR مبتني بر اينورتر چند سطحي خازن شناور با ساختار نيم سلولي

Improved fault ride through capability of DFIG based wind turbine susing Dynamic Voltage Restorer based Half-Cell Flying Capacitor Multicell Inverter

توربين¬هاي بادي يكي از تكنولوژي¬هاي انرژي نو مي¬باشد كه امروزه با سرعت زيادي در حال پيشرفت است. يكي از مهم-ترين موضوعات در توربين¬هاي بادي مجهز به ژنراتور القايي دو سو تغذيه (DFIG)، قابليت عبور از ولتاژ پايين (LVRT) در هنگام وقوع خطا يا افت ولتاژ ناگهاني شبكه مي¬باشد. در طي بروز خطا در شبكه الكتريكي جريان سيم¬پيچي¬هاي استاتور افزايش مي¬يابد و به دليل تزويج مغناطيسي ميان سيم¬پيچي¬هاي روتور و استاتور اين جريان در سيم¬پيچ¬هاي روتور و مبدل الكترونيك قدرت طرف روتور نيز ظاهر مي¬گردد و منجر به آسيب ديدن سيم¬پيچ¬هاي روتور و مبدل طرف روتور و از مدار خارج شدن DFIG مي¬شود در نتيجه بايد با اعمال روش¬هايي مانع از صدمه ديدن مدار روتور و مبدل آن و خروج DFIG از شبكه شد. در اين مقاله به منظور بهبود قابليت عبور از ولتاژ پايين توربين بادي مجهز به DFIG از بازياب ديناميكي ولتاژ (DVR) مبتني بر اينورتر نه سطحي خازن شناور با ساختار نيم سلولي (HFCMI) استفاده شده است. با جبران¬سازي افت ولتاژ توسط DVR پيشنهادي امكان عملكرد عادي DFIG در حين وقوع خطا (افت ولتاژ) فراهم مي¬شود. با توجه به عملكرد DFIG در شرايط خطا مقدار ولتاژ تزريقي توسط DVR بسيار حائز اهميت بوده زيرا افزايش بيش از حد ولتاژ عملكرد سيستم را تحت تاثير قرار مي¬دهد. به منظور رفع اين مشكل و افزايش قابليت پايدار ماندن پس از وقوع خطا از سيستم كنترل تناسبي-انتگرالي (PI) استفاده شده است و جهت كاهش هارمونيك¬هاي ولتاژ تزريقي DVR از اينورتر چند سطحي در ساختار DVR بهره گرفته¬ايم. شبيه¬سازي¬هاي لازم در محيط نرم¬افزار MATLAB/SIMULINK انجام شده است و نتايج بدست¬آمده نشان مي¬دهد كه DVR پيشنهادي تاثير بسيار خوبي در بهبود LVRT توربين بادي مجهز به DFIG دارد.

Wind turbines are one of the new energy technologies that are currently developing rapidly. One of the most important issues in wind turbines is the DFIG low voltage Ride Through during an error or sudden voltage sag across the network. During the failure of the electric network the current of the stator coils increases. Because of the magnetic coupling between the rotor and stator routers this current also appears in the rotor coil rotors and the electronic power converter of the rotor side. Causing damage to the rotor and converter coils of the rotor and out of the DFIG circuit. As a result it should be prevented from damaging the circuit of the rotor and its converter and the DFIG exit from the grid. In this paper a DFIG-equipped wind turbine has been used to provide a voltage-controlled dynamic rectifier (DVR) based on a nine-level half-cell flying capacitor (HFCMI) inverter. By compensating for voltage sags by the proposed DVR normal DFIG performance can be achieved during an error (voltage sag). Due to the DFIG performance in error situations the value of the injected voltage by the DVR is very important because the over-voltage increase affects the function of the system. In order to solve this problem and increase the stability of the stability after the failure the integrative control system (PI) has been used. To reduce the DVR injection voltage harmonics we use a multi-level inverter in the DVR structure. The simulations have been done in MATLAB / SIMULINK software environment and the results show that the proposed DVR has a very good effect in improving the LVRT turbine with DFIG.