Kececioglu, O. Fatih;Acikgoz, Hakan;Yildiz, Ceyhun;Gani, Ahmet;Sekkeli, Mustafa
Journal of Electrical Engineering and Technology
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v.12
no.1
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pp.207-216
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2017
Wind energy conversion systems (WECS) which consist of wind turbines with permanent magnet synchronous generator (PMSG) and full-power converters have become widespread in the field of renewable power systems. Generally, conventional diode bridge rectifiers have used to obtain a constant DC bus voltage from output of PMSG based wind generator. In recent years, together advanced power electronics technology, Pulse Width Modulation (PWM) rectifiers have used in WECS. PWM rectifiers are used in many applications thanks to their characteristics such as high power factor and low harmonic distortion. In general, L, LC and LCL-type filter configurations are used in these rectifiers. These filter configurations are not exactly compensate current and voltage harmonics. This study proposes a hybrid passive filter configuration for PWM rectifiers instead of existing filters. The performance of hybrid passive filter was tested via MATLAB/Simulink environment under various operational conditions and was compared with LCL filter structure. In addition, neuro-fuzzy controller (NFC) was preferred to increase the performance of PWM rectifier in DC bus voltage control against disturbances because of its robust and nonlinear structure. The study demonstrates that the hybrid passive filter configuration proposed in this study successfully compensates current and voltage harmonics, and improves total harmonic distortion and true power factor.
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.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.14
no.6
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pp.2966-2970
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2013
In this paper, a simulation study on dynamic characteristics of wind turbine generators is performed. The generation of electricity using wind turbines is being recently spotlighted as a renewable way. The wind is an infinite primary energy source. Further, other environmental impacts of wind power are limited as well. Therefore, the wind turbine generation itself has many advantages. However, when generators using wind turbines are connected to the conventional power system, the impact of the power system is different from that of the power system that consists of only synchronous generators, especially in dynamic characteristics. Therefore, it is essential to examine the characteristics of wind turbines in order to ensure reliable wind turbine generation in the power system containing wind turbine generators. In this paper, the dynamic characteristics of GE1.5MW wind turbine are simulated by using PSS/E. In the simulation of GE1.5MW wind turbine, wind speed variation, load change and voltage deviation of infinite bus are considered.
This study proposed a wind power generation system utilizing outdoor air on the rooftop and indoor ventilation, which would increase according to the building height, as a way to help to save energy consumption in a building by using wind power energy of the new renewable energy sources. The study measured the distribution of air currents and power generation according to the usage factor of exhaust pipes in the kitchen and bathroom and identified the elements to consider when applying a wind power generation system to buildings in order to use outdoor air on the rooftop increasing according to the height and the indoor ventilation produced in the facility vertical shafts inside the buildings by installing a wind power generation system on the rooftop. (1) The study measured the ventilation velocity of the kitchen hood and bathroom ventilation fan by changing the zone areas by the households according to the usage factor of [${\alpha}$]=33~100%. As a result, the kitchen ventilation pipe generated the ventilation wind of 3.0m/s or more at the usage factor of [${\alpha}$] 66% or higher, and the bathroom ventilation pipe generated ventilation velocity lower than 3.0m/s, the blade velocity of the wind power generator, even after the usage factor rose to [${\alpha}$]=100%. (2) As the old bathroom ventilation pipe generated the ventilation velocity of 3.0m/s, the blade velocity of the wind power generator, even with the rising usage factor [${\alpha}$], the application of an outdoor air induction module increased the ventilation velocity by 2.9m/s at the usage factor of [${\alpha}$]=33%, 3.8m/s at the usage factor of [${\alpha}$]=66%, and 3.6m/s at the usage factor of [${\alpha}$]=100%. Thus the ventilation velocity of 3.0m/s, the blade velocity of the wind power generator, or higher was secured. (3) The findings prove that the applicability of a wind power generation system using outdoor air on the rooftop and indoor ventilation is excellent, which raises a need for various efforts to increase the possibility of its commercialization such as securing its structural stability according to momentary gusts on the rooftop and typhoons in summer and making the structure light to react to the wind directions of outdoor air on the rooftop according to the seasons.
The use of boost chopper in Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) aims to capture maximum power at any wind speed condition. It is reached by adjusting the duty cycle of boost chopper. In this paper, fuzzy logic algorithm is used to find the duty cycle value which yields the maximum power output. This control scheme is verified by PSIM simulation. Another MPPT method is also simulated as a comparison.
This paper investigates control algorithms for a doubly fed induction generator with a back-to-back three-level neutral-point clamped voltage source converter in medium voltage wind power system under unbalanced grid conditions. Control algorithms to compensate for unbalanced conditions have been investigated with respect to four performance factors; fault ride-through capability, instantaneous active power pulsation, harmonic distortions, and torque pulsation. The control algorithm having zero amplitude of torque ripple shows the most cost-effective performance concerning torque pulsation. The least active power pulsation is produced by control algorithm that nullifies the oscillating component of the instantaneous stator active and reactive power. Combination of these two control algorithms depending on the operating requirements and depth of grid unbalance presents most optimized performance factors under the generalized unbalanced operating conditions leading to high performance DFIG wind turbine system. The proposed control algorithms are verified through transient response in the simulation.
The paper presents an electrical model of a grid-connected wind energy conversion system (WECS) with a variable speed drive, a fixed pitch angle, a synchronous generator as a wind generator and AC-DC-AC conversion scheme for simulating dynamic behaviors and performance responding to varying wind speed input. The electric output of the WECS is controlled by the AC-DC-AC conversion scheme, the objective of which is to capture the maximum active power under varying wind conditions and to keep the voltage of WECS terminal bus at a specific level. Aerodynamic models are used to incorporate the power characteristics to wind speed. The modeling and simulation of the WECS are realized on PSCAD/EMTDC environment.
This paper has represented about the activated scheme the Honam regional wind power industry favorable products. The favorable products are the MW offshore wind system with Outer-rotor type PMSG-6 products, the 3MW offshore wind system with adatation type of west-south sea, and the hybrid generator system with wind turbine technology basis-2 products.
This paper presents a simulation model and analysis of grid-tied wind turbine generator with batteries using the PSCAD/EMTDC software. The modeled system is consist of two inverters and one bidirectional DC/DC converter. These inverter are to capture the maximum active power under varying wind conditions and to keep the DC-Link voltage magnitude at a specific level. And the bidirectional DC/DC converter makes battery charging or discharging depend on power gap between wind turbine output and local load. Aerodynamic models are applied for a wind turbine blade simulator.
Need developments of substitute energy to solve problem of global warming by excess use of fossil energy, excess discharge of carbon dioxide. wind power generation system is all-important energy in next generation as clean energy. Environmental pollution of wind power generation system is not exhausted entirely. And, electric-power generation system cost is cheap than other energy. Wind Generation system that is supplied much present is most horizontality style blade structure. But, Horizontal style structure is serious noise and there is problem in stability of blade. We designed special blade solve to this problem. And, manufactured vertical axis wind power generation system because using blade. Also, developed assistance power generator to increase driving efficiency ago wind power generation. We expect this devices that is such cover shortcoming of wind power generation system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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