Adaptive FOPI controller based on the fuzzy supervisory for wind power conversion system equipped by a doubly fed induction generator,International Transactions on Electrical Energy Systems

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Adaptive FOPI controller based on the fuzzy supervisory for wind power conversion system equipped by a doubly fed induction generator
International Transactions on Electrical Energy Systems ( IF 1.9 ) Pub Date : 2021-06-30 , DOI: 10.1002/2050-7038.12923
Abdellatif Kasbi ₁ , Abderrafii Rahali ₁

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Wind power systems have non-linear dynamics and contain many uncertainties such as the parametric uncertainty and the unknown external disturbances. For these reasons, it is a crucial task to design the robust control systems to assure a robust response of wind systems during uncertainties without deteriorating the supplied power quality or stressing the static power converters. This paper designs an adaptive fractional-order proportional-integral (FOPI) control system for a wind power conversion system (WPCS) equipped by a doubly fed induction generator (DFIG) in the electric power grid (EPG) connected mode. The designed adaptive control system combines the robust and intelligent nature of the fuzzy supervisory system (FSS) and simple structure of FOPI controller, where the fuzzy rules are utilized to adjust the FOPI controller parameters based on the error and its rate, resulting in an adaptive fuzzy FOPI (AFFOPI) control system, which can keep the control action touch of the standard FOPI controller and, at the same time, provides the robustness during uncertainties without effect on the power quality supplied to the EPG. Pursuant to the vector control technology of the DFIG, the designed adaptive fuzzy FOPI controllers are applied in both the external loop of power control and in the internal loop of rotor current control, simultaneously. The feasibility of the presented adaptive FOPI control is validated through the numerical results obtained, under different running conditions, using the Matlab/Simulink software.

中文翻译：

基于模糊监控的双馈感应式风电变流系统自适应FOPI控制器

风电系统具有非线性动力学特性，包含参数不确定性和未知外部扰动等诸多不确定性。由于这些原因，设计稳健的控制系统以确保风力系统在不确定性期间的稳健响应是一项至关重要的任务，而不会降低供电质量或对静态功率转换器施加压力。本文设计了一种自适应分数阶比例积分 (FOPI) 控制系统，用于在电网 (EPG) 连接模式下配备双馈感应发电机 (DFIG) 的风电转换系统 (WPCS)。设计的自适应控制系统结合了模糊监控系统 (FSS) 的鲁棒性和智能性和 FOPI 控制器的简单结构，其中使用模糊规则根据误差及其速率调整 FOPI 控制器参数，从而形成自适应模糊 FOPI (AFFOPI) 控制系统，该系统可以保持标准 FOPI 控制器的控制动作触感，同时，在不确定性期间提供稳健性，而不影响提供给 EPG 的电能质量。根据双馈电机的矢量控制技术，设计的自适应模糊FOPI控制器同时应用于功率控制外环和转子电流控制内环。所提出的自适应 FOPI 控制的可行性通过使用 Matlab/Simulink 软件在不同运行条件下获得的数值结果得到验证。它可以保持标准 FOPI 控制器的控制动作接触，同时在不确定性期间提供鲁棒性，而不会影响提供给 EPG 的电能质量。根据双馈电机的矢量控制技术，设计的自适应模糊FOPI控制器同时应用于功率控制外环和转子电流控制内环。所提出的自适应 FOPI 控制的可行性通过使用 Matlab/Simulink 软件在不同运行条件下获得的数值结果得到验证。它可以保持标准 FOPI 控制器的控制动作接触，同时在不确定性期间提供鲁棒性，而不会影响提供给 EPG 的电能质量。根据双馈电机的矢量控制技术，设计的自适应模糊FOPI控制器同时应用于功率控制外环和转子电流控制内环。所提出的自适应 FOPI 控制的可行性通过使用 Matlab/Simulink 软件在不同运行条件下获得的数值结果得到验证。设计的自适应模糊 FOPI 控制器同时应用于功率控制的外环和转子电流控制的内环。所提出的自适应 FOPI 控制的可行性通过使用 Matlab/Simulink 软件在不同运行条件下获得的数值结果得到验证。设计的自适应模糊 FOPI 控制器同时应用于功率控制的外环和转子电流控制的内环。所提出的自适应 FOPI 控制的可行性通过使用 Matlab/Simulink 软件在不同运行条件下获得的数值结果得到验证。

更新日期：2021-08-07

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