Design of CRIO-based real-time controller for small-sized wind turbine generating system and comparative study on performance of various MPPT algorithms

The small-sized wind turbine generating system with the output power less than 10kW, which can be installed in some areas of hills, parks, and cities due to its flexibility, is one of the progressive research and development fields in renewable energy. It is important for the small wind turbine generators to have low cost, high reliability as well as high efficiency. To meet these requirements, development of various maximum-power-point-tracking (MPPT) control schemes should be required. Generally, the output of the controller can be connected to a 48V battery to supply power to a DC load. In this work, the design and implementation of an FPGA-based MPPT controller for small-sized wind turbine generating system is presented. For the verification of the practical performance of various MPPT algorithms, CRIO controller from NI has been used.

소형 풍력발전 시스템을 위한 CRIO 기반의 실시간 제어 시스템 설계 및 다양한 형태의 MPPT 알고리즘 성능 비교 분석

10KW 이하의 소형 풍력 발전 시스템은 언덕이나, 공원, 도시와 같은 협소한 지역에 유연하게 설치될 수 있다는 장점으로 인해 신재생에너지 분야에서 지속적인 연구/개발이 이루어지고 있다. 소형 풍력 발전기는 낮은가격, 고신뢰도 및 고성능이 중요시되기 때문에 최대 전력을 추종하기 위한 다양한 기법이 요구된다. 일반적으로 제어기의 출력은 DC 부하에 전원을 공급하기 때문에 48V 배터리에 연결되어 동작된다. 본 논문에서는 소형 풍력 발전 시스템을 위한 FPGA 기반 MPPT 제어기를 제안하고자하며, 제안된 시스템에서의 다양한 MPPT 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 NI 사에서 제작된 Compact-RIO 컨트롤러를 사용하였다.