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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 19/5-6 - 2017  - pp.293-312  - doi:10.3166/ejee.19.293-312
TITRE
Amélioration des performances d'une éolienne avec un générateur à induction de cage d’écureuil par un compensateur synchrone statique et un système de stockage d'énergie hybride

TITLE
Performance improvement of wind turbine with squirrel-cage induction generator by static synchronous compensator and hybrid energy storage system

RÉSUMÉ
Les éoliennes équipées de générateurs à induction à cage d'écureuil (SCIGs) sont confrontées à de nombreux défis en termes de qualité de l'énergie et de fonctionnement en toute sécurité en cas de défaillance du réseau, demandant une combinaison de dispositif de compensation de puissance réactive et de système de stockage d'énergie. Par conséquent, cet article présente un nouveau plan de contrôle basé sur le compensateur synchrone statique (STATCOM) et le système de stockage d'énergie hybride (HESS). Plus précisément, le STATCOM a été combiné à une résistance de freinage dynamique en série (SDBR) pour atténuer les fluctuations de la tension et améliorer les performances de transit basse tension (LVRT); L'allocation de puissance à quatre niveaux a été adoptée pour un système de stockage d'énergie hybride parallèle basé sur un supercondensateur et une batterie au lithium LiFePO4, dans le but de répartir rationnellement la puissance de compensation entre les deux dispositifs de stockage d'énergie et d'équilibrer la fluctuation de l'énergie éolienne. Les résultats de la simulation Matlab montrent que le plan de contrôle proposé peut considérablement réduire les fluctuations de tension, améliorer les performances du LVRT et lisser la puissance injectée dans le réseau. Les résultats de la recherche aident à promouvoir l'application de la technologie de stockage d'énergie STATCOM/hybride dans les parcs éoliens.


ABSTRACT
Wind turbines with squirrel-cage induction generators (SCIGs) face multiple challenges in power quality and fail-safe operation at grid failures, calling for a combination of reactive power compensation device and energy storage system. Therefore, this paper puts forward a novel control plan based on the static synchronous compensator (STATCOM) and hybrid energy storage system (HESS). Specifically, the STATCOM was combined with series dynamic breaking resistor (SDBR) to mitigate the voltage fluctuation and improve low-voltage ride-through (LVRT) performance; the four-level power allocation was adopted for a parallel hybrid energy storage system based on supercapacitor and LiFePO4 lithium battery, with the aim to rationally allocate the compensation power between the two energy storage devices and balance the fluctuating wind power. Matlab simulation results show that the proposed control plan can significantly reduce the voltage fluctuations, enhance the LVRT performance, and smooth the power fed into the grid. The research findings help to promote the application of STATCOM/ hybrid energy storage technology in wind farms.


AUTEUR(S)
Lei LIU, Shengtie WANG

MOTS-CLÉS
transit basse tension (LVRT), générateur à induction à cage d'écureuil (SCIG), compensateur synchrone statique (STATCOM), résistance de freinage dynamique en série (SDBR), système de stockage d'énergie hybride (HESS).

KEYWORDS
low-voltage ride-through (LVRT), squirrel-cage induction generator (SCIG), static synchronous compensator (STATCOM), series dynamic breaking resistor (SDBR), hybrid energy storage system (HESS).

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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