Implementation of csfl current control method for pmsg based wind energy systems

Hội nghị Khoa học trẻ lần 3 năm 2021 (YSC2021) – IUH

Ngày 05-06/8/2021 ISBN: 978-604-920-123-3

172 © 2021 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

ID: YSCF.219

IMPLEMENTATION OF CSFL CURRENT CONTROL METHOD FOR PMSG

BASED WIND ENERGY SYSTEMS

NGUYEN NGOC ANH TUAN1

, PHAM CONG DUY1

, NGUYEN NGOC THIEM1

1Faculty of Electrical Engineering, Industrial University of Ho Chi Minh City, Ho Chi Minh City,

Vietnam

*

[email protected], [email protected], [email protected]

Abstract. A study of d-axis stator current control method for machine side converter in permanent magnet

synchronous generator based on wind energy systems is proposed in this paper to achieve different

objectives. First, the constant stator flux-linkage (CSFL) control method is designed to regulate the stator

flux-linkage that making it equal to the permanent magnet flux linkage to achieve produce maximum torque

by a minimum stator current. Second, the main feature of this method is good steady-state performances,

high machine power factor. Third, it is a comparatively small-required power converter capacity. Finally,

the performance of the proposed control method is evaluated and compared with zero d-axis stator current

(ZDC), unity power factor (UPF) control method based on some key parameters, which are the d-axis

current, q-axis current, stator flux, active power, reactive power, and apparent power, power factor under

the same operating conditions. The feasibility and effectiveness of the constant stator flux-linkage current

control method are demonstrated through Matlab simulations.

Keywords. Permanent magnet synchronous generator (PMSG), wind energy systems (WES), wind energy

conversion system (WECS), zero d-axis stator current (ZDC), unity power factor (UPF), constant stator

flux-linkage (CSFL) control.

THỰC HIỆN PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN DÒNG ĐIỆN TỪ THÔNG STATOR

KHÔNG ĐỔI CHO CÁC HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GIÓ SỬ DỤNG MÁY PHÁT

ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU

Tóm tắt. Một nghiên cứu về phương pháp điều khiển dòng điện stator trục d cho bộ biến đổi phía máy

trong máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu sử dụng trong hệ thống năng lượng gió được đề xuất trong

bài báo này nhằm đạt được các mục tiêu khác nhau. Đầu tiên, phương pháp điều khiển từ thông stator không

đổi (CSFL) được thiết kế để điều chỉnh từ thông stator sao cho bằng với từ thông nam châm vĩnh cửu để

đạt được mô-men cực đại bằng dòng điện stator tối thiểu. Thứ hai, đặc điểm chính của phương pháp này là

hiệu suất trạng thái ổn định tốt, hệ số công suất cao. Thứ ba, đó là công suất bộ chuyển đổi yêu cầu tương

đối nhỏ. Cuối cùng, hiệu suất của phương pháp điều khiển được đề xuất được đánh giá và so sánh với dòng

điện stator trục d bằng không (ZDC), phương pháp điều khiển hệ số công suất thống nhất (UPF) dựa trên

một số thông số chính, đó là dòng điện trục d, dòng điện trục q, từ thông stator, công suất tác dụng, công

suất phản kháng và công suất biểu kiến, hệ số công suất trong cùng điều kiện hoạt động. Tính khả thi và

hiệu quả của phương pháp điều khiển dòng điện từ thông stator không đổi được chứng minh thông qua các

mô phỏng Matlab.

Từ khóa. Máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSG), hệ thống năng lượng gió (WES), hệ thống

chuyển đổi năng lượng gió (WECS), dòng điện stator trục d bằng không (ZDC), hệ số công suất thống nhất

(UPF), từ thông stator không đổi (CSFL).

1 INTRODUCTION

In recent years, electricity generated from renewable energy sources has interested so much because of the

negative impacts of global warming and harmful effects of fossil-fuel emissions [1]. The number of

renewable energy sources includes solar, hydro, geothermal, and wind energy, in which wind energy is