Evaluation of Damping Controls of a Permanent Magnet Synchronous Generator Wind System with Statcom. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (Master's Thesis) EVALUATION_OF_DAMPING_CONTROLS_OF_PMSG_WITH_STATCOM.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

مزارع الرياح كبيرة قد تثير قضايا الاستقرار والسيطرة عند دمجها بنظام الطاقة. على الرغم من أن تكامل اختراق كبير لطاقة الرياح في نظام إرسال موجود لا تتطلب إعادة تصميم رئيسية، فإنه يستلزم مراقبة إضافية ومعدات تعويضية لتمكين التعافي من اضطرابات نظام شديد. ويعتبر نظام مولد رياح مولد متزامن (PMSG) مغناطيس دائم متغيرة سرعة في هذه الدراسة. هذه الأطروحة يطور نموذج لمغناطيس دائم عنفه الرياح متغيرة السرعة مولد متزامن (PMSG) نظام بما في ذلك ديناميات مفصلة من الدوائر المحول. ثابتة المحولات المستخدمة في نظم PMSG فصل تواتر الميكانيكية للدوار وتردد الشبكة الكهربائية، وهي على غرار كمصادر التيار الكهربائي التي تسيطر عليها حاليا. يتم استخدام جهاز STATCOM مراقبة أداء النظام في عابرة، وكذلك كما هو الحال في حالة مستقرة. وتم التحقيق في آثار موقع الجهاز STATCOM على المولدات الكهربائية، فضلا عن الجانب الشبكة للمحول وهو بحث أفضل مكان ممكن من خلال تحليل الإشارات الصغيرة. لتحسين تشغيل نظام PMSG، تم التحقيق قدرات التخميد الضوابط تحويل الجانب المولد والشبكة باستخدام تقنيات مختلفة من التحلل من خلال تحليل الإشارات الصغيرة وجتصميم يتم الاضطلاع بها مع أفضل الاستقرار إشارة لعنصر التحكم الإدخال المحددة. نالمحاكاة على خطي الوقت المجال أجريت للتحقق من صحة نتائج نموذج إشارة صغيرة، وأيضا لتقييم أداء المراقب المالي فيما يتعلق بتعزيز نظام التشغيل- فقد لوحظ أن الفهرس التحوير لمولد الجانب-المحول قد التحكم أعلى رطبة أوضاع متذبذبة من النظام عند STATCOM يقع في الجانب الشبكة المحول. وحدة تحكم PI/PID يهدف إلى تحسين أداء نظام الشبكة متصل التوربينات الريحية. المكاسب التي تحكم تم ضبطها من خلال تردد على أساس إجراء تحسين.

English Abstract

Large wind farms may pose stability and control issues when integrated to the power system. Although integration of large penetration of wind power into an existing transmission system does not require a major redesign, it necessitates additional control and compensating equipment to enable recovery from severe system disturbances. A variable speed permanent magnet synchronous generator (PMSG) wind generator system is considered in this study. This thesis develops a model of a variable speed wind turbine permanent magnet synchronous generator (PMSG) system including the detailed dynamics of the converter circuitry. The static converters used in PMSG systems decouple the mechanical frequency of the rotor and the electrical frequency of the grid, and are modeled as current controlled voltage sources. A STATCOM device is used to control the system performance in transient as well as in steady state. The impacts of the location of the STATCOM device on the generator as well as grid side of the converter were investigated and best possible location is examined through small signal analysis. To enhance the operation of the PMSG system, the damping capabilities of the generator and grid side converter controls were investigated using various decomposition techniques through small signal analysis and control design is carried out with the best stabilizing signal for the control input identified. Non-linear time domain simulations have been carried out to validate the findings of the small signal model and also to assess the controller performance in terms of enhancing system operation. It was observed that the modulation index of the generator side-converter has the higher controllability to damp the oscillatory modes of the system when the STATCOM is located at the grid side converter. A PI/PID controller is designed to improve the performance of the wind turbine grid connected system. The controller gains were tuned through a frequency based optimization procedure.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Abu Hamed, Mohammed Abdul Rahim
Committee Members:	Mahmood, Kassas and Zakariya, Al-Hamouz
Depositing User:	Mir Sadat Ali (g200704390)
Date Deposited:	03 Oct 2012 08:28
Last Modified:	01 Nov 2019 15:36
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138781