Super-twisting sliding mode control for brushless doubly fed reluctance generator based on wind energy conversion system

Introduction. Recently, wind power generation has grown at an alarming rate in the past decade and will continue to do so as power electronic technology continues to advance. Purpose. Super-twisting sliding mode control for brushless doubly-fed reluctance generator based on wind energy conversion system. Methods. This paper deals with the robust power control of a grid-connected brushless doubly-fed reluctance generator driven by the variable speed wind turbine using a variable structure control theory called sliding mode control. The traditional sliding mode approach produces an unpleasant chattering phenomenon that could harm the system. To eliminate chattering, it is necessary to employ a high-order sliding mode controller. The super-twisting algorithm is one type of nonlinear control presented in order to ensure the effectiveness of the control structure we tested these controllers in two different ways reference tracking, and robustness. Results. Simulation results using MATLAB/Simulink have demonstrated the effectiveness and robustness of the super-twisting sliding mode controller.Вступ. В останнє десятиліття виробництво вітрової енергії зростало загрозливими темпами і продовжуватиме зростати у міру розвитку технологій силової електроніки. Мета. Управління ковзним режимом суперскручування для реактивного безщіткового генератора з подвійним живленням на основі системи перетворення енергії вітру. Методи. У цій статті розглядається надійне керування потужністю підключеного до мережі безщіткового реактивного генератора з подвійним живленням, що приводиться в дію вітряною турбіною зі змінною швидкістю, з використанням теорії управління зі змінною структурою, яка називається керуванням в ковзному режимі. Традиційний підхід зі ковзним режимом створює неприємне явище вібрації, що може зашкодити системі. Для усунення вібрації необхідно використовувати регулятор ковзного режиму високого порядку. Алгоритм суперскручування - це один із типів нелінійного управління, представлений для забезпечення ефективності структури управління. Ми протестували ці контролери двома різними способами: відстеженням посилань та надійністю. Результати моделювання з використанням MATLAB/Simulink продемонстрували ефективність та надійність контролера ковзного режиму суперскручування

Comparative study between sliding mode control and the vector control of a brushless doubly fed reluctance generator based on wind energy conversion systems

Introduction. Nowadays, global investment in renewable energy sources has been growing intensely. In particular, we mention here that wind source of energy has grown recently. Purpose. Comparative study between sliding mode control and vector control of a brushless doubly fed reluctance generator based on wind energy conversion systems. Methods. This paper deals with conceptual analysis and comparative study of two control techniques of a promising low-cost brushless doubly-fed reluctance generator for variable-speed wind turbine considering maximum power point tracking. This machine's growing interest because of the partially rated power electronics and the high reliability of the brushless design while offering performance competitive to its famous spring counterpart, the doubly-fed induction generator. We are particularly interested in comparing two kinds of control methods. We indicate here the direct vector control based on Proportional-Integral controller and sliding mode controller. Results. Simulation results show the optimized performances of the vector control strategy based on a sliding mode controller. We observe high performances in terms of response time and reference tracking without overshoots through the response characteristics. The decoupling, the stability, and the convergence towards the equilibrium are assured.Вступ. Нині глобальні інвестиції у відновлювані джерела енергії стрімко зростають. Зокрема, звернемо увагу, що останнім часом має місце зростання  вітряних джерел енергії. Мета. Порівняльне дослідження між управлінням ковзним режимом та векторним управлінням безщіткового реактивного генератора з подвійним живленням на основі систем перетворення енергії вітру. Методи. Стаття присвячена концептуальному аналізу та порівняльному дослідженню двох методів управління перспективним недорогим безщітковим реактивним генератором з подвійним живленням для вітряної турбіни зі змінною швидкістю з урахуванням відстеження точки максимальної потужності. Інтерес до цієї машини зростає частково завдяки силовій електроніці, а також високій надійності безщіткової конструкції, яка при цьому пропонує характеристики, порівняні з його загальновідомим пружинним аналогом, індукційним генератором з подвійним живленням. Автори особливо зацікавлені у порівнянні двох видів методів управління. Автори вказують тут на пряме векторне управління на основі пропорційно-інтегрального регулятора та регулятора ковзного режиму. Результати. Результати моделювання показують оптимізовані характеристики векторної стратегії управління на основі контролера ковзного режиму. Спостерігаються високі показники з точки зору часу відгуку та відстеження еталонних значень без перевищення показників відгуку. Розв'язка, стабільність та прагнення до рівноваги гарантуються

Maximum power control of a wind generator with an energy storage system to fix the delivered power

Introduction. The power extracted from the wind turbine and delivered to the electrical network must be maximum and constant and the whole system should be have a good compromise between efficiency and cost. In order to attenuate this objective, a doubly fed induction machine, a cycloconverter, a maximum power point tracking algorithm and a flywheel energy storage system constitute a very interesting solution among many others that have been proposed. Novelty. The novelty of the proposed work is to use a doubly fed induction machine and a three pulses cycloconverter to reduce the cost and to integrate a flywheel energy storage system between the wind generator and the electrical network to maintain the constancy of the power sent to the network, following the instability of the wind. The proposed work uses a maximum power point tracking algorithm to capture the optimal power available in the wind in order to increase the efficiency of the system. Results. A detailed study of the proposed system is presented with the detailed dynamic modeling equations and simulation results are conducted to show the performance and the efficiency of the suggested work.Вступ. Потужність, що видобувається з вітряної турбіни і подається в електричну мережу, має бути максимальною і постійною, а вся система повинна мати хороший компроміс між ефективністю та вартістю. Щоб пом'якшити це завдання, асинхронна машина з подвійним живленням, дуже цікавим рішенням серед багатьох інших, які були запропоновані, є циклоконвертер, алгоритм відстеження точки максимальної потужності та система накопичення енергії маховика. Новизна. Новизна запропонованої роботи полягає у використанні асинхронної машини з подвійним живленням та триімпульсного циклоконвертера для зниження вартості та інтеграції маховикової системи накопичення енергії між вітрогенератором та електричною мережею для підтримки сталості потужності, що відправляється в мережу, враховуючи нестабільність вітру. Запропонована робота використовує алгоритм відстеження точки максимальної потужності для захоплення оптимальної потужності, доступної на вітру, щоб підвищити ефективність системи. Результати. Детальне дослідження запропонованої системи представлено з докладними рівняннями динамічного моделювання, а результати проведеного моделювання показують продуктивність та ефективність запропонованої роботи

Super-twisting sliding mode control for brushless doubly fed reluctance generator based on wind energy conversion system

Introduction. Recently, wind power generation has grown at an alarming rate in the past decade and will continue to do so as power electronic technology continues to advance. Purpose. Super-twisting sliding mode control for brushless doubly-fed reluctance generator based on wind energy conversion system. Methods. This paper deals with the robust power control of a grid-connected brushless doubly-fed reluctance generator driven by the variable speed wind turbine using a variable structure control theory called sliding mode control. The traditional sliding mode approach produces an unpleasant chattering phenomenon that could harm the system. To eliminate chattering, it is necessary to employ a high-order sliding mode controller. The super-twisting algorithm is one type of nonlinear control presented in order to ensure the effectiveness of the control structure we tested these controllers in two different ways reference tracking, and robustness. Results. Simulation results using MATLAB/Simulink have demonstrated the effectiveness and robustness of the super-twisting sliding mode controller