Voltage and frequency control of a stand-alone induction generator using SVPWM converter in a small reservoir hydropower plant
Wariant tytułu
Sterowanie częstotliwości i napięcia autonomicznego generatora indukcyjnego przez przekształtnik SVPWM w zbiornikowej elektrowni wodnej
Autor
Borkowski, Dariusz
Opublikowane w
Technical Transactions
Numeracja
Y. 113, iss. 3-E
Strony
51-63
Data wydania
2016
Miejsce wydania
Kraków
Wydawca
Wydawnictwo PK
Język
angielski
DOI
10.4467/2353737XCT.16.265.6064
Słowa kluczowe
self-excited induction generator, SVPWM inverter, small hydropower plant, control algorithm
samowzbudny generator indukcyjny, falowniki SVPWM, mała elektrownia wodna, algorytmy sterowania
Abstrakt
Induction generators are widely used to generate electrical power in small hydraulic applications. The main disadvantage of standalone induction generators is the problem of regulating the voltage magnitude and voltage frequency under load variation. This paper investigates a three-phase self-excited induction generator (SEIG) operating under varying load, utilizing the water energy in a small reservoir hydropower plant. The generator excitation is provided by a three-phase capacitor bank and an inverter with Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM). Furthermore, the inverter with a battery controls the active power flow between the generator and the load in order to provide a constant frequency of voltage. The proposed control scheme consists of two PI controllers. The first controls the voltage magnitude by regulating the inverter reactive power, while the second one adjusts the guide vanes of the turbine according to the DC voltage of the battery. The proposed control system has been tested under load step changes. The simulation results of the system, obtained using the Matlab/Simulink software, have demonstrated good control performance.
Generatory indukcyjne są szeroko stosowane do produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wodnych małej mocy. Główną wadą samowzbudnych generatorów indukcyjnych są problemy z regulacją amplitudy i częstotliwości napięcia podczas zmian obciążenia. W artykule przedstawiono wyniki badań układu generacji autonomicznej z maszyną indukcyjną przetwarzającą energię mechaniczną turbiny w zbiornikowej małej elektrowni wodnej. Moc bierna niezbędna do wzbudzenia maszyny dostarczana jest zarówno przez baterię kondensatorów oraz falownik napięcia sterowany z zastosowaniem metody modulacji wektorowej (SVPWM). Ponadto, falownik wyposażony jest w bufor energii (baterię) przez co może sterować przepływem mocy czynnej, a w rezultacie sterować częstotliwością napięcia. Proponowany system sterowany jest za pomocą dwóch regulatorów PI. Pierwszy steruje wartością napięcia poprzez dostarczanie mocy biernej, podczas gdy drugi reguluje kierownicą turbiny wodnej na podstawie napięcia w obwodzie DC. Zaprezentowany system został przetestowany podczas skokowej zmiany obciążenia. Przedstawiono symulacje pochodzące z modelu stworzonego w aplikacji Matlab/Simulink, które prezentują właściwości systemu.
Klasyfikacja PKT
430000 Elektrotechnika
Wydział
Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej
Licencja
Licencja PK
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla wszystkich
Na stronie wykorzystywane są pliki cookie, bądź podobne rozwiązania. Aby poznać szczegóły zapoznaj się z polityką prywatności.
