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

 ARTICLE VOL 20/1 - 2018  - pp.115-132  - doi:10.3166/ejee.20.115-132
TITRE
Contrôle synchrone virtuel du générateur à la cascade hyposynchrone brushless

TITLE
Virtual synchronous control of brushless doubly-fed induction generator

RÉSUMÉ
Cet article tente de fournir une contribution d'inertie des éoliennes dans l'accès à un réseau faible avec un faible rapport de court-circuit. Àcette fin, un contrôle virtuel synchrone (VSC) a été présenté pour le générateur à la cascade hyposynchrone Brushless(BDFIG), basé sur la technique populaire de synchronisation au circuit fermé. Le VSC-BDFIG peut se synchroniser directement avec le réseau via un contrôle de puissance actif et diffère des autres contrôles VSC par l'imitation des caractéristiques de fonctionnement et la relation de courant d'enroulement de contrôle de potentiel interne du générateur synchrone. Ensuite, une équation de mouvement électromécanique a été établie pour décrire la dynamique inertielle des éoliennes VSC-BDFIG. Grâce à l’imitation des caractéristiques de fonctionnement du générateur synchrone, le BDFIG fournit naturellement la réponse inertielle souhaitée comme un générateur synchrone. Plus tard, les caractéristiques de réponse en fréquence d'une seule éolienne ont été simulées pour différents paramètres du contrôleur et conditions de fonctionnement. Les résultats confirment la supériorité du VSC-BDFIG sur la capacité de support inertiel et de la stabilité de fonctionnement sur le contrôle vectoriel basé sur un circuit fermé typique, en particulier pour un accès faible au réseau. Les résultats de la recherche apportent un nouvel éclairage sur l’application du BDFIG dans les systèmes éoliens.


ABSTRACT
This paper attempts to provide inertia contribution of wind turbines in the access to weak grid with low short-circuit ratio. To this end, a virtual synchronous control (VSC) was presented for brushless doubly-fed induction generator (BDFIG) based on the popular phaselocked loop synchronizing technique. The VSC-BDFIG can synchronise with the grid directly through active power control and differs from other VSC controls in the imitation of the operation features and inner potential-control winding current relation of synchronous generator. Then, an electromechanical motion equation was established to describe the inertial dynamics of VSC-BDFIG wind turbines. Thanks to the imitation of the operation features of synchronous generator, the BDFIG naturally provides the desired inertial response like synchronous generator. Later, the frequency response features of a single wind turbine were simulated at different controller parameters and operation conditions. The results verify the superiority of the VSC-BDFIG on inertial support capability and operation stability over the typical phase-locked loop-based vector control, especially for weak grid access. The research findings shed new light on the application of the BDFIG in wind power systems.


AUTEUR(S)
Min LU, Yefei ZHANG, Xinhong CAI, Hui LI

MOTS-CLÉS
générateur à la cascade hyposynchrone brushless (BDFIG), inertie cachée, contrôle synchrone virtuel (VSC), éolienne.

KEYWORDS
brushless doubly-fed induction generator (BDFIG), hidden inertia, virtual synchronous control (VSC), wind turbine.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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