Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model

Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model

Introduction. Given the increasing demand for performance and efficiency of converters and power drives, the development of new control systems must take into account the real nature of these types of systems. Converters and dimmers power are nonlinear systems of a hybrid nature, including elements...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2024
Автори: Zine, H. K. E., Abed, K.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2024
Теми:
hysteresis current control
permanent magnet synchronous generator
predictive current control
wind energy conversion system
three level neutral point clamped inverter
Онлайн доступ:http://eie.khpi.edu.ua/article/view/285075
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Electrical Engineering & Electromechanics

Репозитарії

Electrical Engineering & Electromechanics
id eiekhpieduua-article-285075
record_format ojs
institution Electrical Engineering & Electromechanics
baseUrl_str
datestamp_date 2024-02-24T09:42:18Z
collection OJS
language English
topic hysteresis current control
permanent magnet synchronous generator
predictive current control
wind energy conversion system
three level neutral point clamped inverter
spellingShingle hysteresis current control
permanent magnet synchronous generator
predictive current control
wind energy conversion system
three level neutral point clamped inverter
Zine, H. K. E.
Abed, K.
Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model
topic_facet управління струмом з гістерезисом
синхронний генератор з постійними магнітами
прогностичне управління струмом
система перетворення енергії вітру
інвертор з трирівневим фіксуванням нейтральної точки
hysteresis current control
permanent magnet synchronous generator
predictive current control
wind energy conversion system
three level neutral point clamped inverter
format Article
author Zine, H. K. E.
Abed, K.
author_facet Zine, H. K. E.
Abed, K.
author_sort Zine, H. K. E.
title Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model
title_short Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model
title_full Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model
title_fullStr Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model
title_full_unstemmed Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model
title_sort smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model
title_alt Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model
description Introduction. Given the increasing demand for performance and efficiency of converters and power drives, the development of new control systems must take into account the real nature of these types of systems. Converters and dimmers power are nonlinear systems of a hybrid nature, including elements linear and nonlinear and a finite number of switching devices. Signals input for power converters are discrete signals that control the ‘opening and closing’ transitions of each component. Problem. In the multilevel inverters connected to grid, the switching frequency is the principal cause of harmonics and switching losses, which by nature, reduces the inverter’s efficiency. Purpose. For guarantee the satisfying quality of power transmitted to the electrical grid, while ensuring reduction of current ripples and output voltage harmonics. Novelty. This work proposes a new smart control, based on a predictive current control of the three level neutral point clamped inverter, used in Wind Energy Conversion System (WECS) connected to grid, based permanent magnet synchronous generator, powered by a hysteresis current control for the rectifier. This new formula guarantees handling with the influence of harmonics disturbances (similar current total harmonic distortion), voltage stress, switching losses, rise time, over or undershoot and settling time in WECS. Methods. The basic idea of this control is to choose the best switching state, of the power switches, which ameliorates the quality function, selected from order predictive current control of WECS. Results. Practical value. Several advantages in this intelligent method, such as the fast dynamic answer, the easy implementation of nonlinearities and it requires fewer calculations to choose the best switching state. In addition, an innovative algorithm is proposed to adjust the current ripples and output voltage harmonics of the WECS. The performances of the system were analyzed by simulation using MATLAB/Simulink.
publisher National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine
publishDate 2024
url http://eie.khpi.edu.ua/article/view/285075
work_keys_str_mv AT zinehke smartcurrentcontrolofthewindenergyconversionsystembasedpermanentmagnetsynchronousgeneratorusingpredictiveandhysteresismodel
AT abedk smartcurrentcontrolofthewindenergyconversionsystembasedpermanentmagnetsynchronousgeneratorusingpredictiveandhysteresismodel
first_indexed 2025-07-17T11:49:49Z
last_indexed 2025-07-17T11:49:49Z
_version_ 1850412124241657856
spelling eiekhpieduua-article-2850752024-02-24T09:42:18Z Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model Smart current control of the wind energy conversion system based permanent magnet synchronous generator using predictive and hysteresis model Zine, H. K. E. Abed, K. управління струмом з гістерезисом синхронний генератор з постійними магнітами прогностичне управління струмом система перетворення енергії вітру інвертор з трирівневим фіксуванням нейтральної точки hysteresis current control permanent magnet synchronous generator predictive current control wind energy conversion system three level neutral point clamped inverter Introduction. Given the increasing demand for performance and efficiency of converters and power drives, the development of new control systems must take into account the real nature of these types of systems. Converters and dimmers power are nonlinear systems of a hybrid nature, including elements linear and nonlinear and a finite number of switching devices. Signals input for power converters are discrete signals that control the ‘opening and closing’ transitions of each component. Problem. In the multilevel inverters connected to grid, the switching frequency is the principal cause of harmonics and switching losses, which by nature, reduces the inverter’s efficiency. Purpose. For guarantee the satisfying quality of power transmitted to the electrical grid, while ensuring reduction of current ripples and output voltage harmonics. Novelty. This work proposes a new smart control, based on a predictive current control of the three level neutral point clamped inverter, used in Wind Energy Conversion System (WECS) connected to grid, based permanent magnet synchronous generator, powered by a hysteresis current control for the rectifier. This new formula guarantees handling with the influence of harmonics disturbances (similar current total harmonic distortion), voltage stress, switching losses, rise time, over or undershoot and settling time in WECS. Methods. The basic idea of this control is to choose the best switching state, of the power switches, which ameliorates the quality function, selected from order predictive current control of WECS. Results. Practical value. Several advantages in this intelligent method, such as the fast dynamic answer, the easy implementation of nonlinearities and it requires fewer calculations to choose the best switching state. In addition, an innovative algorithm is proposed to adjust the current ripples and output voltage harmonics of the WECS. The performances of the system were analyzed by simulation using MATLAB/Simulink. Вступ. Зважаючи на зростаючі вимоги до продуктивності та ефективності перетворювачів та силових приводів, при розробці нових систем керування необхідно враховувати реальну природу систем такого типу. Перетворювачі та регулятори потужності являють собою нелінійні системи гібридної природи, що включають лінійні та нелінійні елементи та кінцеве число комутаційних пристроїв. Вхідні сигнали для силових перетворювачів є дискретними сигналами, які керують переходами «відкриття та закриття» кожного компонента. Проблема. У багаторівневих інверторах, підключених до мережі, частота перемикання є основною причиною гармонік та втрат перемикання, що за своєю природою знижує ефективність інвертора. Мета. Гарантувати задовільну якість електроенергії, що передається в електричну мережу, при одночасному зниженні пульсацій струму та гармонік вихідної напруги. Новизна. У цій роботі пропонується новий інтелектуальний контроль, заснований на прогнозуючому керуванні струмом трирівневого інвертора з фіксованою нейтральною точкою, що використовується в системі перетворення енергії вітру (WECS), підключеної до мережі, на основі синхронного генератора з постійними магнітами, що живиться від керування струмом . Ця нова формула гарантує обробку з урахуванням впливу гармонічних перешкод (аналогічні загальні гармонічні спотворення струму), перенапруги, втрат перемикання, часу наростання, пере- чи недорегулювання, а також часу стабілізації WECS. Методи. Основна ідея цього управління полягає у виборі найкращого стану перемикання силових перемикачів, що покращує функцію якості, обрану з порядку прогнозуючого керування струмом WECS. Результати. Практична цінність. Цей інтелектуальний метод має кілька переваг, таких як швидка динамічна відповідь, простота реалізації нелінійностей і необхідність меншої кількості обчислень для вибору найкращого стану перемикання. Крім того, запропоновано інноваційний алгоритм регулювання пульсацій струму та гармонік вихідної напруги WECS. Характеристики системи проаналізовано шляхом моделювання з використанням MATLAB/Simulink. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2024-02-24 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/285075 10.20998/2074-272X.2024.2.06 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 2 (2024); 40-47 Электротехника и Электромеханика; № 2 (2024); 40-47 Електротехніка і Електромеханіка; № 2 (2024); 40-47 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/285075/291320 Copyright (c) 2024 H. K. E. Zine, K. Abed http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0

Схожі ресурси