The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회논문지)

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LVRT control of Grid-Connected Wind Turbine Using Sliding-Mode Based Direct Power Control

슬라이딩 모드 기반의 직접전력제어를 이용한 계통연계형 풍력발전 시스템의 LVRT 제어

  • Received : 2011.04.04
  • Accepted : 2011.06.24
  • Published : 2011.08.20
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Abstract

This paper proposes a performance improvement of a grid-connected wind turbine using sliding-mode based direct power control under an unbalanced grid fault. The proposed control method has some advantages for grid connected control. At first, it doesn't need the synchronous phase angle of the grid voltage. It has also fast dynamic characteristics compared with a conventional current controller. In addition, it is suitable for an unbalance compensation control. The effectiveness and robustness of the proposed algorithm are verified by simulations and experiments.

본 논문은 불평형 전원사고 발생 시 계통연계형 풍력발전 시스템의 성능 개선을 위한 슬라이딩모드 기반의 직접전력제어기법을 제안한다. 제안하는 제어기법은 전류의 좌표변환 없이 시스템의 유, 무효 전력을 직접 제어함으로써 계통사고 시 빠른 응답특성을 가지고 별도의 동기위상각 정보를 필요로 하지 않으며, 불평형 사고 시 계통주파수의 2배에 해당하는 전력 리플이 발생하지 않으므로 계통연계형 풍력발전 시스템 제어에 적합하다. 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 제안하는 제어기법의 타당성과 강인성을 확인한다.

Keywords

References

  1. 이상혁, 정해광, 이교범, 최세완, 최우진, "PMSG를 이용한 풍력 발전 시스템의 3병렬 운전과 계통 연계 기술", 전력전자학회 논문지, Vol. 15, No. 4, pp. 296-308, 2010, Aug.
  2. Hea-Gwang Jeong, Kyo-Beum Lee, Sewan Choi, and Woojin Choi, "Performance improvement of LCL-filter based grid connected-inverters using PQR power transformations", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 25, No. 5, pp. 1320-1330, 2010, May. https://doi.org/10.1109/TPEL.2009.2037225
  3. Dong-Geun Yoon, Hea-Gwang Jeong, and Kyo-Beum Lee, "The Design of an LCL-Filter for the Three-Parallel Operation of a Power Converter in a Wind Turbine", IEEE ECCE, pp. 1537-1544, 2010.
  4. S. M. Muyeen, R. Takahashi, T. Murata and J. Tamura, "A Variable Speed Wind Turbine Control Strategy to Meet Wind Farm Grid Code Requirements", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 25, No. 1, pp. 331-340, 2010, Feb.
  5. 신호준, 설승기, "계통 연계형 풍력 발전 시스템의 LVRT제어 전략", 전력전자학회 논문지, Vol. 16, No. 2, pp. 182-190, 2011, April.
  6. 최형진, 송승호, 정승기, 최주엽, 최익, "전원사고 시 3상계통연계 인버터의 전원 전압 고속 검출 방법", 한국태양에너지학회 논문집, Vol. 29, No. 5, pp. 65-72, 2009, Oct.
  7. 최영도, 곽노홍, 전영수, 전동훈, "계통연계 풍력발전의 해외 기준 분석 및 검토", 2008 전력전자학술대회 논문집, pp. 631-633, 2008, July.
  8. 송승호, 김정재, "전원 전압 불평형시 계통연계형 인버터의 유효전력 리플 억제를 위한 듀얼 전류제어기 구현과 출력 전력의 실시간 제한 알고리즘", 전기학회 논문지, Vol. 55, No. 1, pp. 54-60, 2006, Jan.
  9. I. Etxeberria-Otadui, U. Viscarret, M. Caballero, A. Rufer, S. Bacha, "New Optimized PWM VSC Control Structures and Strategies Under Unbalanced Voltage Transients", IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 54, No. 5, pp. 2902-2914, 2007, Sep. https://doi.org/10.1109/TIE.2007.901373
  10. 김원상, 심경훈, 이교범, 정병창, 송승호, "슬라이딩 모드기반의 이중여자 유도형 풍력발전 시스템의 직접전력 제어기법", 전력전자학회 논문지, 제13권, 제2호, pp. 152-162, 2008. 4.
  11. Jiabing Hu, Heng Nian, Bin Hu, Yikang He, Zhu, Z.Q., "Direct Active and Reactive Power Regulation of DFIG Using Sliding-Mode Control Approach", IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 25, No. 4, pp. 1028-1036, 2010, Dec. https://doi.org/10.1109/TEC.2010.2048754

Cited by

  1. Performance Improvement of a Grid-Connected Inverter System using a Sliding-Mode Based Direct Power Control with a Variable Gain vol.17, pp.1, 2012, https://doi.org/10.6113/TKPE.2012.17.1.57
  2. An Improved Battery Charging Algorithm for PV Battery Chargers vol.18, pp.6, 2013, https://doi.org/10.6113/TKPE.2013.18.6.507