ANALYSIS OF THE CONTROL SYSTEM OF A WIND PLANT CONNECTED TO THE AC NETWORK
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2023.276028Keywords:
alternative energy source, asynchronous generator, wind turbine, wind energy, power plant, control system.Abstract
The dynamics of the development of alternative power sources over the past few decades are presented, which gives reason to talk about the trends in the further development of wind energy. An analysis of the structures and technical characteristics of wind generators is provided, namely, types of electric motors, power circuits of semiconductor converters that provide the generation of electrical energy to the general industrial electrical network. The issue of the possibility of operation of wind generators in wide wind ranges, the issue of emission of reactive power and higher harmonics of currents to the general industrial electrical network, as well as the issue of the efficiency of various structures of wind generators are considered. A wind turbine control system with an asynchronous generator is proposed. A study of transient control processes and energy compatibility of a full energy conversion wind turbine with a power supply network by simulation computer modeling in the Matlab / Simulink software environment is given. The obtained result indicates the possibility of operation of an asynchronous generator with a short-circuited rotor as part of a wind turbine, which makes it possible to provide power to the alternating current network at low wind speeds.
References
Muhammad N., Nisar A., Muhammad B., Hafiz M. N. Potential environmental impacts of wind energy development. A global perspective. Current Opinion in Environmental Science & Health. 2020. Vol. 13. P. 85–90. DOI: 10.1016/j.coesh.2020.01.002.
Fouad A., Alali Сh., Gainullina L. Increasing the efficiency of wind farms. iPolytech Journal. 2022. Vol. 26. P. 217–227. DOI: 10.21285/1814-3520-2022-2-217-227.
Watson S., Moro A., Reis V., Baniotopoulos C., Barth S., Bartoli G., Bauer F. Future emerging technologies in the wind power sector: A European perspective. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2019. Vol. 113, 109270. P. 1–21.
Plakhtii O., Nerubatskyi V., Mykhalkiv S., Hordiienko D., Shelest D., Khomenko I. Research of energy characteristics of three-phase voltage source inverters with modified pulse width modulation. 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). 2021. P. 422–427. DOI: 10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570071.
Hamiani H., Abdellah M., Tadjeddine A., Abdelkader B., Salim R. A wind turbine sensorless automatic control systems, analysis, modelling and development of IDA-PBC method. International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS). 2020. Vol. 11, No. 1. P. 45–55. DOI: 10.11591/ijpeds.v11.i1.pp45-55.
Stock S., Babazadeh D., Becker C. Applications of Artificial Intelligence in Distribution Power System Operation. IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 150098–150119.
Zhao Q., Garcia-Gonzalez J., Garcia-Cerrada A., Renedo J., Rouco L. HVDC in the Future Power Systems. Transmission Expansion Planning: The Network Challenges of the Energy Transition. 2020. P. 117–151. DOI: 10.1007/978-3-030-49428-5_6.
Nerubatskyi V., Plakhtii O., Hordiienko D., Khoruzhevskyi H. Study of energy parameters in alternative power source microgrid systems with multilevel inverters. International scientific journal «Industry 4.0». 2020. Vol. 5, Issue 3. P. 118–121.
Nerubatskyi V., Plakhtii O., Hordiienko D., Mykhalkiv S., Ravlyuk V. A method for calculating the parameters of the sine filter of the frequency converter, taking into account the criterion of starting current limitation and pulse-width modulation frequency. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 1, No. 8 (109). P. 6–16. DOI: 10.15587/1729-4061.2021.225327.
Falani S., Gonzalez M., Barreto F., Toledo J., Torkomian A. Trends in the technological development of wind energy generation. International Journal of Technology Management & Sustainable Development. 2020. Vol. 19. P. 43–68. DOI: 10.1386/tmsd_00015_1.
Ohya Y., Karasudani T., Nagai T., Watanabe K. Wind lens technology and its application to wind and water turbine and beyond. Renew. Energy Environ. Sustain. 2017. Vol. 2. P. 1–6. DOI: 10.1051/rees/2016022.
Nerubatskyi V., Plakhtii O., Hordiienko D. Control and accounting of parameters of electricity consumption in distribution networks. 2021 XXXI International Scientific Symposium Metrology and Metrology Assurance (MMA). 2021. P. 114–117. DOI: 10.1109/MMA52675.2021.9610907.
Alhajj Hassan F., Alali Сh., Gainullina L. Increasing the efficiency of wind farms. iPolytech Journal. 2022. Vol. 26. P. 217–227. DOI: 10.21285/1814-3520-2022-2-217-227.
Nerubatskyi V. P., Plakhtii O. A., Hordiienko D. A., Syniavskyi A. V., Philipjeva M. V. Use of modern technologies in the problems of automation of data collection in intellectual power supply systems. Modern engineering and innovative technologies. 2022. Issue 19, Part 1. P. 38–51. DOI: 10.30890/2567-5273.2022-19-01-058.
Torres-Madronero J. L., Alvarez-Montoya J., Restrepo-Montoya D., Tamayo-Avendano J. M., Nieto-Londono C., Sierra-Perez J. Technological and operational aspects that limit small wind turbines performance. Energies. 2020. Vol. 13, No. 22, 6123. DOI: 10.3390/en13226123.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
