Performance Improvement of Doubly Fed Induction Generator-based Wind Energy Conversion System during Various Internal Converter Faults
Notice bibliographique
Résumé
The doubly fed induction generator (DFIG)-based wind energy conversion system (WECS) currently dominates the wind energy market due to its advantages over other WECSs. In it, the rotor is interfaced with the AC network through a rotor side voltage source converter (RSC) and a grid side voltage source converter (GSC) which are coupled with a DC-link capacitor that helps to maintain the voltage at the point of common coupling within permissible limits. A DFIG's sensitivity to external faults has motivated researchers to investigate the impacts of various grid disturbances, such as voltage sag, voltage swell and short-circuit faults, on the grid side of its low-voltage ride-through (LVRT) capability. However, no attention has been paid to examining the impacts of RSC and GSC internal faults on the LVRT capability of a DFIG-based WECS. This thesis investigates a new DFIG problem that may frequently occur and proposes a solution to it. In this study, the impacts of various intermittent and sustained internal GSC and RSC faults on the overall performance of a DFIG-based WECS are compared. These faults include a fire-through, misfire, flashover and short circuit across the DC-link capacitor that can be caused by various malfunctions in the control and firing equipment of the converter station. In this context, the effects of the previously mentioned faults on various variables of the DFIG-based WECS are investigated using PSCAD/EMTDC software package. Compliance of the DFIG performance under such faults with the recent LVRT grid codes of the USA, Spain, Mexico, Denmark, Ireland, Germany, Quebec and the UK are also investigated. Two proposed solutions to these problems are introduced; a conventional STATCOM; and a STATCOM with the application of a high temperature superconducting (HTS) coil. The key objectives of the proposed solutions are to improve the LVRT capability of the DFIG and maintain its unity power factor operation during various voltage source converter (VSC) faults. To introduce a general and robust controller that helps to enhance the system’s performance under various faults, the controller parameters are tuned using the Nelder and Mead optimisation technique. This study determines that the effect of internal VSC faults should be considered in the design of a DFIG control system and reactive power compensation must be available to enable the wind turbine to comply with the stringent LVRT specifications enforced by international grid codes. Moreover, a reliable technique for monitoring conditions is necessary to detect these faults in advance in order to prevent their severe consequences.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».