دانلود مقاله ترجمه شده کنترل ردیابی نقطه حداکثر توان IPMSG برای سیستم های انرژی بادی (IEEE 2015) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

کنترل ردیابی نقطه حداکثر توان IPMSG با حداقل سازی اتلاف طرح های بدون حسگر سرعت برای سیستم های انرژی بادی

Maximum Power Point Tracking Control of IPMSG Incorporating Loss Minimization and Speed Sensorless Schemes for Wind Energy System

چکیده
1- مقدمه
2- سیستم های تبدیل انرژی بادی (WECS)
الف) مدل سازی توربین بادی
ب) مدل ریاضی از IPMSM
ج) الگوریتم های حداقل سازی اتلاف مبتنی بر مدل برای IPMSM
3- کنترل کلی سیستم پیشنهادی WECS
الف) الگوریتم ردگیری نقطه ماکسیموم توان
ب) طرح بدون سنسور سرعت مبتنی بر MRAS
4- نتایج و بحث
الف) نتایج شبیه سازی
ب) نتایج آزمایشی
5- جمع بندی

چکیده

در سیستم های تولید برق با انرژی متغیر، توربین های بادی می توانند با تنظیم کردن سرعت شافت به صورت بهینه، در نقطه توان ماکسیموم عملیات خودشان را انجام دهند. این مقاله یک روش ردگیری نقطه توان ماکسیموم جدید (MPPT) را مبتنی بر کنترل کردن ژنراتور های سنکرون مگنت ثابت داخلی با استفاده از الگوریتم های حداقل سازی اتلاف، ارائه می دهد. در روش ارائه شده، بدون داشتن دانش نسبت به سرعت باد، تراکم باد و یا پارامتر های توربین، الگوریتم MPPT باعث می شوند دستور سرعت بهینه برای حلقه کنترل سرعت از مبدل طرف ماشین که با بردار کنترل می شود، ایجاد گردد. الگوریتم MPPT از خروجی توان فعال تخمین زده شده در ژنراتور به عنوان ورودی اش استفاده می کند و دستورهای سرعت را به صورتی تولید می کند به طوری که توان حداکثر به لینک dc منتقل می شود. سیستم کنترل پیشنهاد شده نیز از حداقل سازی اتلاف استفاده می کند تا اتلاف در ژنراتور را به حداقل برساند و ازین رو، باعث می شود که کارایی سیستم های تبدیل انرژی باد، بهبود پیدا کند. یک طرح بدون سنسور نیز در این قسمت مورد استفاده قرار می گیرد تا قابلیت اعتماد این سیستم افزایش پیدا کند. عملکرد کنترل MPPT تطبیقی پیشنهاد شده از ژنراتور های بادی که از حداقل سازی اتلاف و طرح های بدون سنسور سرعت استفاده می کنند در این قسمت در شبیه سازی ها و آزمایش ها با شرایط مختلف با سرعت باد، در نظر گرفته شده است.

5- جمع بندی

یک روش عملیاتی MPPT برای IPMSG ها مبتنی بر طرح های کنترل سرعت بدون سنسور و حداقل سازی اتلاف برای سیستم های تبدیل انرژی بادی به صورت درایو مستقیم، در این مقاله ارائه شده است. یک سیستم تطبیقی ساده از مدل های مرجع در این مقاله مورد استفاده قرار گرفته است تا ما بتوانیم جایگاه روتور را تخمین بزنیم. یک روش عملیات MPPT تطبیقی آنلاین جدید در این مقاله مورد استفاده قرار گرفت تا ما بتوانیم بیشترین توان را از توربین های بادی به لینک dc منتقل کنیم. یک LMA مبتنی بر مدل نیز در این قسمت مورد استفاده قرار گرفت تا میزان اتلاف الکتریکی ژنراتور به حداقل برسد. الگوریتم MPPT باعث می شود که سرعت مرجع بهینه در ژنراتور بدون دانش نسبت به سرعت باد، توربین و یا پارامتر های ژنراتور محاسبه شود. تکنیک کنترل پیشنهاد شده در زمان واقعی با استفاده از بوردDSP مدل DS1104 برای یک موتور آزمایشگاهی 5hp IPMSG اجرا شد. کارایی این روش کنترل سرعت بدون سنسور و MPPT مبتنی بر LMA برای کنترل IPMSG ها نیز در شبیه سازی ها و آزمایش ها تایید شد. همچنین مشخص شد که تکنیک کنترل پیشنهاد شده می تواند بیشترین توان را منتقل کند و در عین حال، تخمین صحیحی از سرعت ژنراتور در شرایط مختلف سرعت باد داشته باشد. عملیات MPPT نیز با حفظ بیشترین Cp و کنترل پذیری بالا IPMSG ها اجرا شد. ازین رو، روش کنترل مبتنی بر تخمین بدون سنسور سرعت و LMA برای کنترل تطبیقی می تواند یکی از روش های مناسب برای عملیات قابل اعتماد سیستم های تبدیل انرژی بادی صنعتی باشد.

Abstract

In the variable-speed generation system, the wind turbine (WT) can be operated at maximum power operating points by adjusting the shaft speed optimally. This paper presents a novel maximum power point tracking (MPPT)-based control of interior permanent-magnet (IPM) synchronous generator incorporating loss minimization algorithm (LMA). In the proposed method, without requiring the knowledge of wind speed, air density, or turbine parameters, MPPT algorithm generates optimum speed command for speed control loop of vector-controlled machine side converter. The MPPT algorithm uses the estimated active power output of the generator as its input and generates command speed so that maximum power is transferred to the dc link. The proposed control system also incorporates a LMA to minimize the losses in the generator and hence to improve the efficiency of the wind energy conversion system (WECS). A speed sensorless scheme is also incorporated to increase the reliability of the system. The performance of the proposed adaptive MPPT control of wind generator incorporating loss minimization and speed sensorless schemes is tested in both simulation and experiment at variable wind speed conditions.

V- CONCLUSION

A speed sensorless and loss minimization based adaptive MPPT operation of IPMSG for direct-drive wind energy conversion system has been presented in this paper. A simple model reference adaptive system was utilized to estimate the rotor position. A novel online adaptive MPPT operation was utilized to transfer maximum power from wind turbine to the dc-link. A model based LMA has also been incorporated to minimize the electrical losses of the generator. The MPPT algorithm generates the optimum reference speed of the generator without the knowledge of wind speed, turbine or generator parameters. The proposed control technique was implemented in real-time using DSP board DS1104 for a laboratory 5 hp IPMSG. The effectiveness of the proposed speed sensorless and LMA based MPPT control of IPMSG was verified in both simulation and experiment. It was found that the proposed control techniques can transfer maximum power while maintaining accurate speed estimation of the generator at different wind speed conditions. The MPPT operation was confirmed by maintaining maximum Cp and high controllability of the IPMSG. Therefore, the proposed speed sensorless and LMA based adaptive MPPT scheme could be a potential candidate for reliable operation of industrial wind energy conversion systems.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کنترل ردیابی نقطه حداکثر توان IPMSG با حداقل سازی اتلاف طرح های بدون حسگر سرعت برای سیستم های انرژی بادی

Maximum Power Point Tracking Control of IPMSG Incorporating Loss Minimization and Speed Sensorless Schemes for Wind Energy System