Điều khiển tần số và điện áp lưới điện nhỏ trong chế độ tách đảo dựa trên hệ nguồn lai ghép DFIG-BESS
344 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.92.2023.3-11Từ khóa:
Lưới điện nhỏ; Máy phát điện cảm ứng kích từ kép; Bộ lưu điện; Điều khiển tần số và điện áp.Tóm tắt
Nguồn điện gió sử dụng máy phát điện cảm ứng kích từ kép (DFIG) được sử dụng phổ biến do mang nhiều tính năng ưu việt. Tuy nhiên, trong lưới điện nhỏ (MG) ở chế độ tách lưới, máy phát điện DFIG cần sự hỗ trợ từ các nguồn khác để có thể làm việc ổn định. Bài báo đề xuất một mô hình máy điện DFIG kết hợp bộ lưu điện có khả năng tự duy trì điện áp và tần số lưới điện nhỏ trong quá trình tách khỏi lưới hệ thống. Hệ thống điều khiển bộ biến đổi gắn với bộ lưu điện được xây dựng theo hướng tăng cường sự linh hoạt của mô hình đề xuất có xét tới trạng thái của lưới điện hệ thống, nhu cầu của phụ tải, dung lượng cho phép của bộ biến đổi cũng như vận tốc của gió. Bài báo cũng đã tiến hành mô phỏng và phân tích các kết quả khi lưới điện nhỏ ngắt kết nối với lưới hệ thống trên công cụ Matlab/Simulink. Đáp ứng tần số và điện áp của mô hình đề xuất khi xảy ra tách đảo hoàn toàn nằm trong giới hạn cho phép.
Tài liệu tham khảo
[1]. M. E. Hossain, “Improvement of transient stability of DFIG based wind generator by using of resistive solid state fault current limiter,” Ain Shams Engineering Journal, vol. 9, no. 4, pp. 2557–2570, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.asej.2017.03.014
[2]. J. J. Justo, et al, “Doubly-fed induction generator based wind turbines: A comprehensive review of fault ride-through strategies,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 45. Elsevier Ltd, pp. 447–467, (2015). doi: 10.1016/j.rser.2015.01.064. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.01.064
[3]. E. Bekiroglu and M. D. Yazar, “MPPT Control of Grid Connected DFIG at Variable Wind Speed,” Energies (Basel), vol. 15, no. 9, (2022), doi: 10.3390/en15093146. DOI: https://doi.org/10.3390/en15093146
[4]. Cardenas, Roberto, et al. “Control Strategies for Enhanced Power Smoothing in Wind Energy Systems Using a Flywheel Driven by a Vector-Controlled Induction Machine.” IEEE Transactions on Industrial Electronics. Institute of Electrical and Electronics Engineers, (2001). https://doi.org/10.1109/41.925590. DOI: https://doi.org/10.1109/41.925590
[5]. C. Abbey and G. Joos, “Supercapacitor energy storage for wind energy applications,” IEEE Trans Ind Appl, vol. 43, no. 3, pp. 769–776, (2007), doi: 10.1109/TIA.2007.895768. DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2007.895768
[6]. Q. Li, S. S. Choi, Y. Yuan, and D. L. Yao, “On the determination of battery energy storage capacity and short-term power dispatch of a wind farm,” IEEE Trans Sustain Energy, vol. 2, no. 2, pp. 148–158, (2011), doi: 10.1109/TSTE.2010.2095434. DOI: https://doi.org/10.1109/TSTE.2010.2095434
[7]. T. T. Nguyen, H. J. Yoo, and H. M. Kim, “Application of model predictive control to bess for microgrid control,” Energies (Basel), vol. 8, no. 8, pp. 8798–8813, (2015), doi: 10.3390/en8088798. DOI: https://doi.org/10.3390/en8088798
[8]. L. Huang et al, “Challenges and potential solutions of grid-forming converters applied to wind power generation system—An overview,” Front Energy Res, vol. 11, (2023), doi: 10.3389/fenrg.2023.1040781. DOI: https://doi.org/10.3389/fenrg.2023.1040781
[9]. T.-T. Nguyen, T. Vu, S. Paudyal, F. Blaabjerg, and T. L. Vu, “Grid-Forming Inverter-based Wind Turbine Generators: Comprehensive Review, Comparative Analysis, and Recommendations,” (2022), [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2203.02105
[10]. Gholamrezaie, et al. “An Optimal Frequency Control Method Through a Dynamic Load Frequency Control (LFC) Model Incorporating Wind Farm.” IEEE Syst. J., 12, 392–401, (2018). DOI: https://doi.org/10.1109/JSYST.2016.2563979
[11]. Shahabi, M.; Haghifam, M.R.; Mohamadian. “Microgrid Dynamic Performance Improvement Using a Doubly Fed Induction Wind Generator.” IEEE Trans. Energy Convers, 24, 137–145, (2009). DOI: https://doi.org/10.1109/TEC.2008.2006556
[12]. Han, Y.; Ha, J. “Droop Control Using Impedance of Grid-Integrated DFIG within Microgrid”. IEEE Trans. Energy Convers, 34, 88–97, (2019). DOI: https://doi.org/10.1109/TEC.2018.2861819
[13]. Mendis, N.; Muttaqi, K.M.; Perera, S. “Active power management of a super capacitor-battery hybrid energy storage system for standalone operation of DFIG based wind turbines”. In roceedings of the 2012 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Las Vegas, NV, USA, 7–11; pp. 1–8, (2012). DOI: https://doi.org/10.1109/IAS.2012.6374045
[14]. Mendis, N.; Muttaqi, K.M.; Perera, S. “ Management of Low- and High-Frequency Power Components in Demand-Generation Fluctuations of a DFIG-Based Wind-Dominated RAPS System Using Hybrid Energy Storage”. IEEE Trans. Ind. Appl. 50, 2258–2268, (2014). DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2013.2289973
[15]. Fakhari Moghaddam Arani at al. “Dynamic Droop Control for Wind Turbines Participating in Primary Frequency Regulation in Microgrids”. IEEE Trans. Smart Grid, 9, 5742–5751.TSG.2017.2696339, (2018). DOI: https://doi.org/10.1109/TSG.2017.2696339
[16]. M. G. Molina and J. Manuel Gimenez Alvarez, “Technical and Regulatory Exigencies for Grid Connection of Wind Generation.” [Online]. Available: www.intechopen.com
[17]. Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2018 IEEE Canadian Conference on Electrical & Computer Engineering (CCECE).
[18]. M. Alibeik and E. C. dos Santos, “High-Torque Electric Machines: State of the Art and Comparison,” Machines, vol. 10, no. 8. MDPI, (2022). doi: 10.3390/machines10080636. DOI: https://doi.org/10.3390/machines10080636
[19]. T. Tigerprints and P. Hazra, “Enhancement of Inertial Response of Inverter Based Energy Enhancement of Inertial Response of Inverter Based Energy System and Its Application for Dynamic Performance System and Its Application for Dynamic Performance Improvement of a Microgrid Improvement of a Microgrid,” (2020). [Online]. Available: https://tigerprints.clemson.edu/all_theses
[20]. Tremblay, O.; Dessaint, L.-A. Experimental Validation of a Battery Dynamic Model for EV Applications. World Electr. Veh. J., 3, 289-298, (2009). https://doi.org/10.3390/wevj302028” DOI: https://doi.org/10.3390/wevj3020289
[21]. A. Yazdani and R. Iravani, “A unified dynamic model and control for the voltage-sourced converter under unbalanced grid conditions,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 21, no. 3, pp. 1620–1629, (2006). DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2006.874641
