Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Doubly Fed Induction Generator (DFIG) is one of the most frequently deployed large grid connected Wind Turbines (WT) concept. The implementation of classical
vector control techniques, have been proven to work well for considering the initial grid code requirements. However, recently many grid operators are requiring WT to remain connected during grid faults, resulting in low voltage fault ride through capability (LVRT). In addition, it is required for WTs to contribute with reactive support during the fault. As a result, the improvements of the transient behavior of the DFIG, the power converter
protection and the controller design have become a challenge for WT manufactures. This work presents a high performance stationary frame non-linear controller for doubly fed induction generator, which improves the steady state and transient behavior of the grid connected wind turbines especially under unbalance voltage dips resulting from network unbalance faults. A controller design procedure that guarantees the DFIG stability under uncertainties and disturbances at grid side is presented in details. Furthermore, it is demonstrated in the thesis that with the proposed controller different goals such as
control of grid side active and reactive power, minimization of torque pulsation under unbalance operation and improvement of the low voltage ride through capability can be easily achieved. Simulations and experimental results are given to illustrate the good performance of a grid connected DFIG with the proposed controller. / Turbinas eólicas modernas que utilizam o Gerador de Indução Duplamente Alimentado (GIDA) são amplamente empregadas para geração de energia elétrica. Essa grande parcela de aero-geradores baseados na tecnologia GIDA e técnicas de controle vetorial clássicas já comprovaram ao longo dos últimos anos que este conceito apresenta méritos e
foi capaz de satisfazer requisitos de conexão de turbinas eólicas com a rede elétrica inicialmente elaborados. No entanto, atualmente, os operadores do sistema estão revisando os códigos de rede em muitos países, introduzindo novos requisitos e estreitando os limites definidos inicialmente. Basicamente, os geradores eólicos estão assumindo maiores responsabilidades no sistema de potência. A capacidade de sobrevivência e suporte de reativos
durante afundamentos de tensão, introduzidos nos novos códigos de rede, tornaram-se os maiores desafios para os fabricantes de aero-geradores com tecnologia GIDA. Essa tese de doutorado tem como principal objetivo desenvolver estratégias de controle para melhorar o desempenho dinâmico do Gerador de Indução Duplamente Alimentado
conectado a rede elétrica frente aos requisitos de sobrevivência aos afundamentos de tensão no Ponto de Conexão (PC). Para isso, essa tese propõe um controlador não linear de alto desempenho baseado em modos deslizantes para o controle do GIDA em eixos estacionários. O controlador proposto melhora o comportamento transitório do GIDA
principalmente durante distúrbios na tensão no PC. O projeto do controlador é desenvolvido de forma a garantir a estabilidade do GIDA conectado à rede elétrica mesmo
considerando incertezas associadas ao modelo nominal. Outras características do controlador proposto, além da robustez, são a sua simplicidade de implementação e a sua
excelente resposta transitória. Ainda, dois modos de operação são propostos para geração de referência do GIDA, MODO 1 para operação em condições normais da tensão da
rede elétrica, MODO 2 com uma metodologia para o cálculo das referências de corrente de forma a dar suporte de reativos durante faltas próximas ao PC. O comportamento
dinâmico do sistema e o desempenho da estratégia de controle são verificadas através de simulações e também experimentalmente.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3665 |
| Date | 30 August 2010 |
| Creators | Costa, Jean Patric da |
| Contributors | Pinheiro, Humberto, Câmara, Helder Tavares, Campos, Alexandre, Marques, Luis Carlos de Souza, Camargo, Robinson Figueiredo de |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 300, 8aab6aac-f16b-4f23-8761-b8462475f027, 1ed78429-f6a8-4918-96fd-f81bf2ceccd2, 5d48fb18-be59-4897-9d81-6f5fc1678116, 8131d74d-cc48-4d32-950e-529bd63c9b32, 32a3eb55-8d42-4534-a090-1413f2b6b303, c0715e17-969f-44ba-b928-61e4f8daaa40 |
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