طراحي كنترل كننده غيرخطي در نيروگاه هاي تلمبه ذخيره اي دور متغير جهت بهبود قابليت گذر از خطا در مد موتوري

A Nonlinear Control Design for Variable Speed Pumped Storage Power Plants in order to Improve Fault Ride-Through Capability in Motor Mode

در اين مقاله يك كنترل كننده غيرخطی برای يك نيروگاه تلمبه ذخيره ای دور متغير مبتنی بر ماشين القايی از دوسو تغذيه در مد موتوری ارايه می شود. كنترل كننده اصلی در اين نوع نيروگاه ها شامل سه بخش می باشند كه عبارتند از: كنترل كننده سمت موتور، كنترل كننده سمت شبكه و كنترل كننده پمپ-توربين. كنترل كننده های سمت موتور و شبكه در اين مقاله بر اساس روش برداری طراحی می شوند. وجود مبدل های الكترونيك قدرت در نيروگاه های دور متغير قابليت گذر از خطای يك نيروگاه را تحت تاثير قرار می دهند. بنابراين، نيروگاه های دور متغير مجهز به مبدل پشت به پشت در كاربردهای صنعتی، توسط تجهيزات حفاظتی مثل كروبار يا ترمز لينك مستقيم تجهيز می شوند تا اتصال ماشين به شبكه در طول خطا حفظ شود. اما در اين مقاله يك سيگنال ورودی كمكی جديد مبتنی بر تئوری لياپانوف طراحی می شود كه به ولتاژ محور d از كنترل كننده برداری كلاسيك از مبدل سمت موتور اضافه می شود. نتايج شبيه سازی ارايه شده برای واحد توسط سيمولينك در زمان واقعی نشان می دهد، كه سيگنال كمكی غيرخطی اضافه شده به كنترل كننده كلاسيك نه تنها نياز موتور به ادوات حفاظتی قديمی را برطرف می كند، بلكه پاسخ گذرای موتور را نيز تا حدودی بهبود می دهد.

In this article, a nonlinear controller is designed for a pumped storage hydropower (PSH) based on doubly fed induction machine (DFIM) in the motor mode. The main controller of a variable speed PSH consists of three separate parts: motor side converter, grid side converter and pump-turbine guide vanes which are designed via stator voltage oriented vector control. Using the power electronics in DFIM-based application can be made the fault ride through issues. In industrial applications, the variable speed PSH uses a hardware protection, i.e. crowbar or dc link brake chopper, in order to maintain the connectivity to the grid during a fault. In this article, however, the motor side controller is modified by an effective input signal to be added to decoupled d-axis inner loop. It is shown that the proposed controller not only eliminates the need of conventional protection, but also improves the transient responses. Furthermore, it is demonstrated using real-time simulation in Matlab/Simulink that the credibility of the proposed controller