Active and reactive power regulation in wind turbines based on BDFIG machines

This papers deals with the control of active and reactive powers in wind energy conversion systems (WECS) powered by dual-stator-winding squirrel-cage induction generators (BDFIG). In these systems, the MPPT technics based on a torque control present coupling with reactive power objectives. A High Order Sliding Mode MIMO control is proposed for satisfying the power objectives in a decoupled way. The robustness of the Super Twisting MIMO controller is evaluated for different power requirements and wind profiles. A Pitch Angle Control allows extended the work range of WECS. The results are analyzed via simulations.Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señale

Producción de H2 Basada en GDR y Asistida por Red Débil. Topología, Operación y Control del Sistema

Renewable Distributed Generation (RDG), as a production of electrical power near to the load, is particularly beneficial when the grid is “weak” compared to specific demands, as in the case of hydrogen production systems connected to rural electrification networks. In this situation, the wind resource may be suitable for this type of generation.This paper proposes the topology, operation strategy and control for a hydrogen production station, “assisted” by a weak AC network and “fed” by a variable speed wind turbine based on a three-phase induction machine with double stator. The wind energy conversion is optimized by proper control of the generator, the electrolyser current is regulated to take maximum advantage of the generated power, the rapid fluctuations in power, due to turbulences, are compensated by a controlled energy storage system with flywheel.System configuration, mode of operation and control, and validation by simulation are presentedLa Generación Distribuida Renovable (GDR), como producción de energía eléctrica en proximidades de la carga, resulta particularmente beneficiosa cuando la red de distribución es “débil” frente a demandas puntuales, como sucede en los sistemas de producción de hidrógeno conectados a redes de electrificación rural. En este ámbito, el recurso eólico puede ser adecuado para este tipo de generación. En el trabajo se propone la topología y la estrategia de operación y control para una estación de producción de hidrógeno, “asistida” por una red débil de CA y “alimentada” por un aerogenerador de velocidad variable, basado en una máquina de inducción trifásica de doble estator. La conversión eólica es optimizada mediante un adecuado control del generador; la corriente del electrolizador es regulada para el máximo aprovechamiento de la potencia generada; las fluctuaciones rápidas de potencia, por turbulencias, son compensadas mediante un sistema controlado de almacenamiento de energía con volante de inercia. Se presenta la configuración del sistema, su modo de operación y control, y la validación por simulació

Control Strategy of a DVR to Improve Stability in Wind Farms Using Squirrel-Cage Induction Generators

This work presents a control strategy of a dynamic voltage restorer (DVR) to improve the stability in wind farms based on squirrel-cage induction generators. The DVR controller is tailored to work under unbalanced conditions, which allows overcoming most faults in the power grid. The proposed strategy is capable of balancing voltages at wind farm terminals obtaining several advantages. Firstly, negative-sequence currents are eliminated; thus, overheating, loss of performance, and decreasing of generator useful life are avoided. Secondly, by nullifying negative-sequence voltages, 2ω pulsation in the mechanical torque is prevented, reducing high stress in the turbine mechanical system, especially in the gearbox. The proposed control strategy for the DVR is compatible with farms which already have installed a static VAR compensator. Several scenarios and disturbances, carefully chosen to provide a realistic assessment, have been tested showing the adequacy of the proposed arrangement and controllers.Fil: Leon ,Andrés E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; ArgentinaFil: Farias, Marcelo F.. Universidad Nacional de La Plata; ArgentinaFil: Battaiotto, Pedro Eduardo. Universidad Nacional de La Plata; ArgentinaFil: Solsona, Jorge Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; ArgentinaFil: Valla, Maria Ines. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrotecnia. Laboratorio de Electrónica Industrial, Control e Instrumentación; Argentin