In this paper, a novel maximum power point tracking (MPPT) for a PMSG-based variable speed wind power system is proposed using the fuzzy logic algorithm. The control algorithm is developed based on the normal hill climb searching (HCS) method, commonly used in wind energy conversion systems (WECS). The inputs of fuzzy-based controller are the derivations of DC output power and the step size of DC/DC converter duty cycles. The main advantages of the proposed MPPT method are no need to measure the wind velocity and the generator rotational speed. As such, the control algorithm is independent of turbine characteristics, achieving the fast dynamic responses with non-linear fuzzy systems. The effectiveness of the proposed MPPT strategy has been verified through the simulated results.
Concerns for wind energy as alternative energy have been highly increased. In this paper, the mechanism between mechanical wind turbine and power generating system is presented to specify the relationship of the energy transfer. Grid-connected DFIG could achieve unity leading power factor, in addition to variable speed operation at the wide sub-synchronous and super-synchronous shaft speed range and also its independent control of torque and reactive power is possible.
Advanced control algorithms must be used to make wind power generation truly cost effective and reliable. In this study, we develop a new and simple control scheme that employs model predictive control (MPC), which is used in permanent magnet synchronous generators and grid-connected inverters. The proposed control law is based on two points, namely, MPC-based torque-current control loop is used for the generator-side converter to reach the maximum power point of the wind turbine, and MPC-based direct power control loop is used for the grid-side converter to satisfy the grid code and help improve system stability. Moreover, a simple prediction scheme is developed for the direct-drive wind energy conversion system (WECS) to reduce the computation burden for real-time applications. A small-scale WECS laboratory prototype is built and evaluated to verify the validity of the developed control methods. Acceptable results are obtained from the real-time implementation of the proposed MPC methods for WECS.
In this paper, a three-phase induction machine-based wind power generation scheme is proposed. This scheme uses a low-cost diode bridge rectifier circuit connected to an induction machine via an ac load voltage regulator (AC-LVR) to regulate dc power transfer. The AC-LVR is used to regulate the DC load voltage of the diode bridge rectifier circuit which is connected to the three-phase self-excited induction generator (SEIG). The excitation of the three-phase SEIG is supplied by the static VAR compensator (SVC). This simple method for obtaining a full variable-speed wind turbine system by applying a back-to-back power converter to a wound rotor induction generator is useful for wind power generation at widely varying speeds. The dynamic performance responses and the experimental results of connecting a 5kW 220V three-phase SEIG directly to a diode bridge rectifier are presented for various loads. Moreover, the steady-state simulated and experimental results of the PI closed-loop feedback voltage regulation scheme prove the practical effectiveness of these simple methods for use with a wind turbine system.
The wind speed at the altitude around 300 m is much higher and less variable than at the altitude around 80 m which is the same height of the MW class tower turbine's hub height. The wind power density is increased 0.37 W/$m^2$ per meter at the altitude around 6 to 7 km and 0.25 W/$m^2$ per meter at the altitude around 80 to 500 m. There are two types of power generation systems using lifting bodies. The one is that The generator is installed in the ground station and stretched into the lifting body through the tether. The other is that the generator is installed in the lifting body and stretched into the ground station through the tether. Many kinds of lifting bodies are also researched in the world, called kites, wings, single or twin aerostat, and so on. This article introduced the technical development status and the market prospects of the high altitude wind power generation system all over the world in detail.
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.30
no.3
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pp.295-303
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2012
Clarify wind energy productivity depends on three factors: the wind probability density function(PDF), the turbine's power curve, and the air density. The wind PDF gives the probability that a variable will take on the wind speed value. Wind shear refers to the change in wind speed with height above ground. The wind speed tends to increase with the height above ground. also, Wind PDF refers to the change with height above ground. Wind analysts typically use the Weibull distribution to characterize the breadth of the distribution of wind speeds. The Weibull distribution has the two-parameter: the scale factor c and the shape factor k. We can use a linear least squares algorithm(or Ln-least method) and moment method to fit a Weibull distribution to measured wind speed data which data was located same site and different height. In this study, find that the scale factor is related to the average wind speed than the shape factor. and also different types of terrain are characterized by different the scale factor slop with height above ground. The gross turbine power output (before accounting for losses) was caculated the power curve whose corresponding air density is closest to the air density. and air desity was choose two way. one is the pressure of the International Standard Atmosphere up to an elevation, the other is the measured air pressure and temperature to calculate the air density. and then each power output was compared.
In this paper, doubly-fed induction-type wind power generation system simulation model for grid connection is developed. The simulation model is based on PSCAD/EMTDC and consists of rotor-blade, blade controller, generator power converter and generator controller Blade controller controls the blade pitch angle for starting, peak power limiting and emergency condition. Generator controller controls the generator output power to maximize the system efficiency. Simulation results are shown for the variable wind speed conditions. The simulation model can be utilized for study of actual interaction between wind turbine and grid for reliable operation and protection of power system.
This paper presents the steady-state analysis of the three-phase self-excited induction generator (SEIG). The three-phase SEIG with a squirrel cage rotor is driven by a variable-speed prime mover (VSPM) or a constant-speed prime mover (CSPM) such as a wind turbine or a micro gas turbine. Furthermore, a PI closed-loop feedback voltage regulation scheme of the three-phase SEIG driven by a VSPM on the basis of the static VAR compensator (SVC) is designed and evaluated for the stand-alone AC and DC power applications. The simulation and experimental results prove the practical effectiveness of the additional SVC with the PI controller-based feedback loop in terms of its fast responses and high performances
풍력발전 시스템은 계통에 전력을 공급하는 분산형 전원형태가 대부분이어서 어느 분산형 전원보다 계통 연계시 선로에 미치는 영향이 큰 발전설비이다. 특히 가변속 시스템인 경우 풍속이 낮은 영역에서도 운전이 가능하다는 장점이 있지만 저풍속 영역에서 풍속 변동시 터빈 회전자 출력의 리플이 직류단 전압을 변동하게 만든다. 기존의 직류단 전압 일정제어기를 사용하는 경우 인버터 출력전류는 정현파가 아닌 고조파 리플을 포함하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고자 직류단 전압에 저역통과 필터를 사용하여 인버터 출력전류의 리플 개선을 하였다.
In this paper, doubly-fed induction-type wind power generation system simulation model for grid connection is developed. The simulation model is based on PSCAD/EMTDC and consists of rotor-blade, generator, power converter and controller. Simulation results are shown for the variable wind speed conditions. The simulation model can be utilized for study of actual interaction between wind turbine and grid for reliable operation and protection of power system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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