تحليل و بهبود قابليت ايستادگي توربين بادي با ژنراتور القايي دو سو تغذيه در برابر افتادگي نامتقارن ولتاژ

Analysis and Improvement of Unbalanced Fault Ride-Through Response in DFIG-based Wind Turbines

توربين- ژنراتورهاي بادي با ژنراتور القايي دو سو تغذيه (DFIG) نسبت به افتادگي ولتاژ پايانه بسيار حساس‌اند. زيرا افت ولتاژهاي عميق پايانه ژنراتور باعث القاي ولتاژهاي بزرگ در سيم‌پيچ‌هاي روتور و در نتيجه، عبور جريان‌هاي گذراي شديد از روتور و مبدل الكترونيك قدرت آن مي‌شود. با افزايش ضريب نفوذ توربين‌هاي بادي در شبكه لازم است كه توربين- ژنراتورهاي بادي در حين خطا متصل به شبكه باقي بمانند و در بهبود پايداري شبكه نقش ايفا كنند. در اين مقاله، يك روش تركيبي براي بهبود قابليت ايستادگي توربين-ژنراتور القايي دو سو تغذيه در برابر خطاي نامتقارن پيشنهاد مي‌شود. اين روش با استفاده از كنترل مبدل روتور و با اضافه كردن مقاومت ميراكننده استاتور محقق مي‌گردد. هدف از روش پيشنهادي، كاهش پيك پاسخ گذرا در لحظات وقوع و رفع خطا، بهبود ميرايي نوسانات گذراي با فركانس شبكه و حذف يا محدودكردن نوسانات ناميراي توالي منفي با دو برابر فركانس شبكه است. در نهايت، كارايي روش‌هاي پيشنهادي به‌وسيله شبيه‌سازي آزموده مي‌شود.

DFIG based wind turbines (WTs) are very sensitive to grid voltage dips. This is because the grid voltage dips imposed at the connection point of the DFIG to the grid induce large voltages in the rotor windings, resulting in high rotor current. According to high penetration of DFIG based WTs, it is important that the WTs remain connected to the grid during the voltage dips and improve the grid stability. This paper proposes a combinational method for improving ride-through capability of DFIG-based wind turbines under unbalanced voltage dips. The method is realized through the rotor-side converter control and by using additional passive hardware, called stator damping resistor (SDR). The proposed method limits the peak values of transient response at the times of occurring and clearing the fault. It also improves damping of DFIG transient response, and eliminates or reduces undamped negative sequence oscillations with two times of grid frequency. Finally, performance of the proposed method is evaluated by time domain simulations.