كنترل مستقيم توان‌هاي اكتيو و راكتيو در نيروگاه‌هاي بادي مجهز به DFIG با استفاده از كنترل مد لغزشي مقاوم

Direct Power Control of DFIG-Based Wind Power systems Using Robust Sliding Mode Control Approach

در اين مقاله دو هدف مهم دنبال مي‌گردد. در ابتدا، يك مدل فضاي حالت جديد با در نظر گرفتن عدم‌قطعيت در معادلات حالت براي DFIG ارائه مي‌گردد. سپس، يك روش كنترل مستقيم توان اكتيو و راكتيو در نيروگاه‌هاي بادي مجهز به DFIG به كار گرفته مي‌شود. استراتژي كنترل مستقيم توان، يك روش كنترلي مد لغزشي غيرخطي را براي محاسبه مستقيم ولتاژ كنترلي موردنياز روتور جهت از بين بردن خطاهاي لحظه‌اي توان‌هاي اكتيو و راكتيو به كار مي‌گيرد. بنابراين هيچ حلقه كنترل جريان اضافي مورد نياز نيست، كه اين امر باعث تسهيل طراحي و افزايش عملكرد گذراي سيستم مي‌شود. فركانس كليد زني ثابت مبدل با استفاده از روش مدولاسيون بردار فضايي به دست مي‌آيد، كه طراحي مبدل قدرت و فيلتر هارمونيك AC را ساده مي‌نمايد. قانون كنترل در سيستم كنترل مد لغزشي به نحوي تعيين مي‌شود كه علاوه‌ بر رديابي توان‌هاي اكتيو و راكتيو، سيستم كنترل نسبت به عدم‌قطعيت در مدل DFIG مقاوم مي‌گردد. در نهايت، نتايج شبيه‌سازي براي يك سيستم DFIG متصل به شبكه با توان نامي 2 مگاوات ارائه مي‌شود، كه نتايج شبيه‌سازي اثرپذيري روش كنترلي پيشنهادي را نشان مي‌دهد.

This paper represents two main contributions. Firstly, a new state space model is represented for doubly fed induction generators (DFIG) by adding the uncertainty in the state equation. Secondly, a direct active and reactive power control (DPC) is designed for wind power systems with DFIG. The proposed DPC strategy employs a nonlinear sliding mode control scheme to directly calculate the required rotor and grid control voltages so as to eliminate the instantaneous errors of active and reactive powers. Constant converter switching is achieved by using space vector modulation, which eases the design power converter and the ac harmonic filter. As a result, no extra current control loops are required, and hence the design is simplified and the transient performance is improved. Finally, the proposed controller is applied to control a 2-MW grid-connected DFIG system, and the simulation results effectiveness of proposed control system.