Wyniki 1-10 spośród 10 dla zapytania: authorDesc:"Mariusz MALINOWSKI"

Monitoring and Control Algorithms Applied to Small Wind Turbine with Grid-Connected/Stand-Alone Mode of Operation

Czytaj za darmo! »

This paper presents control of a three-phase DC/AC converter with grid monitoring algorithm applied to Small Wind Turbine (SWT). Monitoring through voltage amplitude and frequency measurement detect electrical grid faults and automatically change the grid-connected/standalone mode of operation. Inverse transition stand-alone/grid-connected is preceded by synchronization of DC/AC converter to electrical grid with the help of special Phase Locked Loop (PLL) block. Strzeszczenie. Poniższy artykuł opisuje sterowanie trójfazowym przekształtnikiem DC/AC z algorytmem monitorowania sieci elektroenergetycznej do zastosowania w Małej Elektrowni Wiatrowej (MEW). Algorytm monitorujący amplitudę oraz częstotliwość napięcia sieci wykrywa awarię sieci elektroenergetycznej i automatycznie przełącza tryb pracy elektrowni z pracy z siecią elektroenergetyczną do pracy autonomicznej. Natomiast przełączenie z pracy autonomicznej do pracy elektrowni z siecią elektroenergetyczną następuje po uprzedniej synchronizacji przekształtnika DC/AC z siecią elektroenergetyczną za pomocą pętli synchronizacji fazowej (PLL). (Sterowanie trójfazowym przekształtnikiem DC/AC z algorytmem monitorowania sieci elektroenergetycznej) Keywords: Small wind turbine, synchronization, stand-alone mode, grid-connected mode Słowa kluczowe: Mała elektrownia wiatrowa, synchronizacja, praca autonomiczna, praca z siecią elektroenergetyczną Introduction Renewable energy sources are playing an important role in modern distributed generation system. Among them one of most attractive from efficiency point of view (no long distance energy transfer) are Small Wind Turbines, which can be installed in rural or other low density population areas. Therefore number of SWT installations, where area swept by rotor blades reach 200m2, is constantly growing, what is a very promising supplement to high power commercial WT applications [1-2]. However in some countries grid codes determines operation of SW[...]

Comparison of Current Control Strategies for Four-Leg Shunt Active Power Filter in Matlab-Simulink DOI:10.12915/pe.2014.10.52

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono porównanie trzech metod sterowania dwupoziomowym czterogałęziowym aktywnym filtrem mocy. Dwie z metod stanowią rozwiązania klasyczne, natomiast trzecia metoda proponowana jest, jako rozwiązaniem alternatywne. W pierwszej metodzie zastosowano teorię mocy chwilowych oraz regulatory histerezowe; druga metoda bazuje na regulatorach PI oraz modulacji PWM. Trzecia metoda to sterowanie predykcyjne wykorzystujące model o ograniczonej ilości stanów (FS-MPC). Porównanie dokonane zostało na podstawie symulacji w programie Matlab-Simulink. Porównanie trzech metod sterowania dwupoziomowym czterogałęziowym aktywnym filtrem mocy Abstract. This paper presents a comparison of three control strategies that were applied in the simulation model of a four-leg Shunt Active Power Filter based on two-level voltage-source converter. The research considered two classical methods and one proposed as an alternative. In the first an instantaneous power theory is used for the references calculation and hysteresis controllers for gates signals generation. The second employs PI controllers and PWM modulation. The third method is Model Predictive Control with a finite control-states set number (FS-MPC). The comparison is based on simulations performed in Matlab-simulink. Słowa kluczowe: predykcyjne, równoległy aktywny filtr mocy, czterogałęziowy APF, sterowanie, symulacje. Keywords: predictive, Shunt Active Power Filter, four leg SAPF, control, simulation. doi:10.12915/pe.2014.10.52 Introduction Fast growth of electrical energy consumption increases an importance of energy quality aspect. This is a high significance issue, while the correct operation of electrical devices is usually dictated by delivered electrical energy parameters. Modern grid-side transistor based converters are controlled with the algorithms which assures a required value of the current THD and reactive power. Here, three control methods for two-level four-leg Shunt Active[...]

Six-phase symmetrical induction machine under fault states-modelling, simulation and experimental results DOI:10.12915/pe.2014.11.26

Czytaj za darmo! »

Artykuł przedstawia podstawowy stan wiedzy z zakresu maszyn wielofazowych oraz sposób modelowania 6-fazowej, symetrycznej maszyny indukcyjnej w wybranych stanach awaryjnych podczas pracy z 2-poziomowym falownikiem napięcia. Całość układu zamodelowano i przeanalizowano w środowisku Matlab/Simulink, a następnie zweryfikowano na stanowisku eksperymentalnym.(Symetryczna sześcio-fazowa maszyna indukcyjna podczas stanów awaryjnych - modelowanie, symulacja i badania eksperymentalne) Abstract. Paper presents principles of multiphase machines and modelling of symmetrical 6-phase induction machine connected to 2-level 6-phase Voltage Source Inverter during chosen fault states. Presented model was built, analyzed in Matlab/Simulink simulation software and verified on laboratory test bench. Słowa kluczowe: maszyny wielofazowe, praca w trybach awaryjnych, wielofazowe systemy wytwarzania energii, praca w przypadku awarii. Keywords: multiphase machine, fault tolerant, fault modeling, multiphase energy generation systems. doi:10.12915/pe.2014.11.26 Introduction Power electronics has been utilized in many fields of industry for over several decades now, and due to its continuous development many areas have been deeply investigated. One of the earliest field of application for power electronics were an electrical drives, what resulted in a well-known and widely used technology today. It is worth mentioning that modern civilization demands more and more for electric machines in vast range of applications. There are several reasons for this situation among which a searching for an alternative energy sources [1], introducing more efficient solution for automotive [2] and aircraft industry [3], can be listed. Many of applications in mentioned fields such an offshore wind turbines, vehicles drives and aircraft generators or aileron actuators, require devices with an ability to uninterruptable work. For remote applications such an offshore wind energy g[...]

Przekształtnik AC/DC/AC w małej elektrowni wodnej

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono zastosowanie przekształtnika AC/DC/AC współpracującego z generatorem asynchronicznym w małych elektrowniach wodnych. Generator asynchroniczny współpracuje z siecią lub wydzieloną grupą odbiorników umożliwiając generowanie energii nawet przy niskiej prędkości turbiny. W artykule przedstawiono również wyniki badań generatora i przekształtnika AC/DC/AC w stanach ustalonych oraz przejściowych podczas rozruchu i zaniku napięcia sieci. Abstract. The AC/DC/AC converter cooperating with asynchronous generator in small hydroelectric power plants is discussed in the article. The asynchronous generator cooperates with grid or separated group of receivers enabling to generate energy even at low speed of the turbine. The results of the generator and AC/DC/AC converter investigations in steady and transient states during start-up and voltage decay are discussed in the article. (AC/DC/AC converter in small hydroelectric power plant). Słowa kluczowe: generator asynchroniczny, przekształtnik AC/DC/AC, elektrownia wodna. Keywords: asynchronous generator, AC/DC/AC converter, hydroelectric power plant. Wstęp W Polsce istnieje ponad 700 producentów energii elektrycznej w tzw. małych elektrowniach wodnych, w tym wielu z nich posiada od kilku do kilkunastu generatorów o mocach od 20kW dd 500kW. Jako generatory głównie wykorzystywane są maszyny asynchroniczne włączone bezpośrednio do sieci elektroenergetycznej. Oddawanie energii do sieci możliwe jest dopiero przy odpowiednio wysokim poziomie wody i obecności napięcia w sieci energetycznej. Bezpośrednie podłączenie generatora do sieci powoduje szereg problemów związanych z częstymi procesami łączeniowymi, znacznymi prądami rozruchowymi, zmienną mocą wyjściową, ograniczonymi możliwościami regulacji mocy oddawanej do sieci, pogorszeniem jakości energii w węzłach sieci w pobliżu zainstalowania, koniecznością stosowania kompensatorów mocy biernej. Pierwsze dwa czynniki mogą powodować [...]

Algorytm sterowania przekształtnikiem DC/AC dla małej elektrowni wiatrowej

Czytaj za darmo! »

Artykuł omawia zagadnienia sterowania przekształtnikiem DC/AC pośredniczącym w przekazywaniu energii elektrycznej wyprodukowanej przez małą elektrownię wiatrową (MEW) do sieci elektroenergetycznej nn. lub odbiorników lokalnych. Abstract. Paper presents control methods for a DC/AC converter working in a grid connected or a stand-alone mode and transferring energy from a small wind turbine to the electrical grid or autonomous local grid.(Control algorithm of a DC/AC converter for a small wind power plant). Słowa kluczowe: mała elektrownia wiatrowa, bezpośrednie sterowanie mocą, synchronizacja z siecią, praca autonomiczna Keywords: small wind turbine, DPC-SVM, grid synchronization, stand-alone mode Wstęp Elektrownie wiatrowe są ważnym elementem w systemie energetyki rozproszonej, co więcej ich udział szybko wzrasta, szczególnie w zakresie małych mocy. Według normy IEC 61400-02 [1] małą elektrownią wiatrową możemy nazwać turbinę, której powierzchnia zakreślana przez łopaty turbiny wynosi od 2m2 do 200m2. Na rysunku 1 przedstawiony jest schemat blokowy małej elektrowni wiatrowej zaprojektowanej do pracy autonomicznej oraz do pracy przy podłączeniu do sieci elektroenergetycznej. Składa się ona z następujących bloków:  silnika wiatrowego oraz prądnicy z magnesami trwałymi (PMSG) połączonymi ze sobą bez pośrednictwa przekładni [8],  przekształtnika AC/DC najczęściej złożonego z sześciopulsowego prostownika diodowego oraz przetwornicy DC/DC podwyższającej napięcie i służącej do maksymalnego wykorzystywania mocy szczytowej MPPT (ang. Maximum Power Point Tracking) [9],  przekształtnika DC/AC, na którym skupiono się w tym artykule, którego zadaniem jest przekazywanie wyprodukowanej przez MEW energii do sieci elektroenergetycznej bądź, zasilanie odbiorników lokalnych w trybie pracy autonomicznej (umożliwiającego również pracę przy dużej asymetrii obciążenia). Topologie przekształtników DC/AC dla MEW W elektrowniac[...]

Implementation of Equal Reactive Power Sharing Algorithm in Droop-Controlled Islanded AC Microgrid DOI:10.15199/48.2015.01.15

Czytaj za darmo! »

This paper presents the implementation of the hierarchical control algorithm with droop method and equal reactive power sharing algorithm (ERPS) for an islanded AC microgrid. In the typical applications of microgrid the reactive power flow remains uncontrolled, what may negatively impact the efficiency of the generation unit and cause various problems to power converters. The presented solution will provide an equal reactive power generation by each source, enhancing effectiveness of each generation unit and an overall microgrid reliability and performance. Streszczenie. Artykuł omawia zagadnienia implementacji hierarchicznego systemu sterowania, zawierającego metodę sterowania uchybem amplitudy i częstotliwości napięcia przekształtnika oraz algorytm równomiernego podziału mocy biernej w autonomicznej mikrosieci elektroenergetycznej AC. W klasycznej metodzie sterowania uchybem podział mocy biernej zależy od stosunku mocy czynnych poszczególnych przekształtników. Nie ma możliwości sterowania tym podziałem, co może prowadzić do przeciążenia i wyłączenia przekształtnika bądź cyrkulacji mocy biernej pomiędzy przekształtnikami. Przedstawione rozwiązanie zapewnia równy podział mocy biernej bez względu na zmieniającą się moc czynną, co eliminuje wspomniane problemy. (Implementacja algorytmu równego podziały mocy biernej ze sterowaniem uchybem napięcia w autonomicznej mikrosieci AC). Keywords: AC microgrid, equal reactive power sharing, hierarchical control, droop control. Słowa kluczowe: mikrosieć AC, równy podział mocy biernej, sterowanie hierarchiczne, sterowanie uchybem. Introduction Microgrids are the most recent approach towards the electrical power generation, management and distribution. They are local power networks composed of the renewable energy sources (RES), conventional distributed generation (DG) units, energy storages and loads, which are forming an advanced system with the own control structure and communication interfaces. Mi[...]

Review of multilevel converters for application in solid state transformers DOI:10.15199/48.2017.04.01

Czytaj za darmo! »

This paper presents an overview of AC-DC, DC-AC and DC-DC power converter topologies used in the context of the application of solid state transformers. It describes the features of individual solutions, with an emphasis on multi-level topologies connected to the medium voltage AC grid, what allows to apply commonly available and relatively inexpensive low-voltage semiconductor switches. Such systems maintain high efficiency as well as high switching frequency, resulting in reduction of converter passive elements volume and weight as well as overall price. Streszczenie. Niniejszy artykuł przedstawia przegląd topologii przekształtników energoelektronicznych AC-DC oraz DC-DC, pod kątem zastosowania w energoelektronicznych transformatorach inteligentnych. Opisano w nim cechy poszczególnych rozwiązań, ze szczególnym naciskiem na przekształtniki wielopoziomowe, które pracując wraz z siecią elektroenergetyczną średniego napięcia (SN), umożliwiają zastosowanie standardowych i stosunkowo tanich niskonapięciowych łączników półprzewodnikowych, a także zmniejszenie rozmiarów, wagi i ceny transformatora. (Przegląd topologii przekształtników wielopoziomowych pod kątem zastosowania w inteligentnym transformatorze). Keywords: power electronics, smart transformer, multi-level converters, SST. Słowa kluczowe: energoelektronika, inteligentny transformator, przekształtniki wielopoziomowe. Introduction Development of Smart Grid (SG) calls for flexible solutions to control power flow at a distribution level. Recently a group of devices called Custom Power Systems have emerged. By definition these are power electronic converters applied to distributions systems that are designed to control power flow and power quality. To improve SG functionality, there is a desire to implement power conversion and power control functionality in one device. Future trend is to replace conventional distribution transformers with “smart" solutions, based on power electr[...]

Three-level four-leg flying capacitor converter for renewable energy sources

Czytaj za darmo! »

This paper presents operation of the four-leg three-level flying capacitor converter interfacing renewable energy source with the grid. Such solution gives possibility to eliminate dy transformer typically used in the three-leg converter based solutions. The four-leg converter with proposed control method enables work in association of electrical grid disturbances (e.g. sags and undervoltages) by switching all legs separately to standalone or grid connected mode of operation, what allows for energy transfer between them. In this paper all possible operation modes are discussed and shown. The described control method is modification of well-known voltage oriented control (VOC) based on the proportional resonant controllers. Such control algorithm makes possible to treat each leg of four-leg converter as independent single-phase converter. Simulation study presents good performance and verified validity of the proposed solution. Streszczenie. Artykuł prezentuje badania symulacyjne trójpoziomowego czterogałęziowego przekształtnika z kondensatorami o zmiennym potencjale sprzęgającego odnawialne źródło energii z siecią elektroenergetyczną. Rozwiązanie takie daje możliwość eliminacji transformatora dy używanego przy najczęściej stosowanym układzie bazującym na przekształtniku trójgałęziowym. Artykuł wykazuje, że przekształtnik czterogałęziowy z proponowaną metodą sterowania pozwala na pracę podczas zaburzeń sieci elektroenergetycznej poprzez indywidualne przełączanie poszczególnych gałęzi do pracy autonomicznej lub sieciowej (Trójpoziomowy czterogałęziowy przekształtnik z kondensatorami o zmiennym potencjale dla energetyki odnawialnej). Keywords: three-phase four-leg converters, multilevel converters, power electronic interfaces for renewable energy sources. Słowa kluczowe: trójfazowe przekształtniki czterogałęziowe, przekształtniki wielopoziomowe, sprzęgi energoelektroniczne dla energetyki odnawialnej. Introduction When connecting small renewab[...]

Metody modulacji jednofazowych wielopoziomowych przekształtników MSI z kondensatorami o zmiennym potencjale

Czytaj za darmo! »

Artykuł prezentuje badania porównawcze metod modulacji jednofazowych kaskadowych falowników wielopoziomowych, których budowa oparta jest na pięciopoziomowych modułach przekształtników z kondensatorami o zmiennym potencjale (ang. FCC - Flying Capacitor Converter). W artykule przedyskutowano dwie metody modulacji dla pojedynczych modułów pięciopoziomowych przekształtników FCC wraz z modulacją hybrydową dla kaskadowego połączenia dwóch modułów. Przedstawione wyniki symulacyjne i eksperymentalne dowodzą poprawności przyjętych metod modulacji. Abstract. Article presents analysis and comparison of modulation techniques for single-phase cascade multilevel inverters based on five-level Flying Capacitor Converter modules. In paper two modulation methods for five-level FCC converter are discussed with hybrid modulation for cascade converters. Shown in paper simulation and experimental results confirm the validity of proposed modulation algorithms (Analysis and comparison of single-phase multilevel PWM flying capacitor converters). Słowa kluczowe: przekształtnik wielopoziomowy, przekształtnik kaskadowy, modulacja, jakość energii. Keywords: multilevel converter, cascade converter, modulation, power quality. Wstęp W ostatnich latach można zauważyć znaczący rozwój przekształtników wielopoziomowych [1, 2], które w porównaniu z przekształtnikami dwupoziomowymi cechują się: - możliwością pracy przy wyższych wartościach napięć (dzięki podziałowi napięcia na większą ilość elementów półprzewodnikowych), - mniejszym współczynnikiem zawartości wyższych harmonicznych THD (ang. total harmonic distortion) generowanego przez przekształtnik napięcia, - redukcją przyrostów generowanych napięć (dv/dt), - niższymi wartościami napięć przełączanych przez elementy półprzewodnikowe, - mniejszymi stratami łączeniowymi, - mniejszymi zakłóceniami elektromagnetycznymi (ang. EMI - Electromagnetic Interference). W układach jednofazowych można zaobserwować tendencję d[...]

AC/DC converter with Maximum Power Point Tracking algorithm for complex solution of Small Wind Turbine

Czytaj za darmo! »

This paper presents a complex solution of Small Wind Turbine for AC/DC converter with Maximum Power Point Tracking Algorithm. The different topologies of converters are presented and compared to chose optimal solution. Chosen Maximum Power Point Tracking methods are introduced, described and simulated. Some important phenomenon which occurred during designing process of the wind rotor and permanent magnet synchronous generator are described either. Streszczenie: Artykuł przedstawia proces projektowania małej elektrowni wiatrowej z przekształtnikiem AC/DC do śledzenia mocy szczytowej MPPT (ang. Maximum Power Point Tracking). W pracy zostały przedstawione i porównane różne topologie przekształtników, jak również opisano i wykonano badania symulacyjne wybranych algorytmów MPPT. Ponadto pokazano problemy pojawiające się podczas procesu projektowania elektrowni wiatrowej ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień dotyczących turbiny wiatrowej, generatora i samego przekształtnika AC/DC. (Przekształtnik AC/DC z algorytmem śledzenia mocy szczytowej w zastosowaniu do małej elektrowni wiatrowej) Keywords: Small Wind Turbine, Maximum Power Point Tracking, Permanent Magnet Synchronous Generator, AC/DC converter Słowa kluczowe: mała elektrownia wiatrowa, algorytm śledzenia mocy szczytowej, generator synchroniczny z magnesami trwałymi, Introduction Nowadays it is easy to see increasing role of renewable energy and its growing interest in whole produced energy, mainly because of ecological reasons. The state of the art is that the wind farm market is widely known and almost explored. However, it is focused mostly on the high power (hundreds of kilowatts) power station. There is still a gap in low power plant applications. It is so-called small wind turbines (SWT) which swept area is smaller than 200m2, and generating power is in the ranges of 1-15kW (residential) and 15-100kW (light commercial). The more precise definition and directives are described [...]

 Strona 1