I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   16 ,   N o .   3 D e c e m b e r   201 9 ,   pp .   1229 ~ 1239   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 6 .i 3 . pp 122 9 - 1239             1229       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   D i r e c t   c o n t r o l s   f o r   w i n d   t u r b i n e   w i t h   PMS G used   o n   t h e   r e a l   w i n d   p r o f i l e   o f   E s sa o u i r a - M o r o c c o   c i t y       D al i l H am m ou m i 1 ,   C h a k i b   El   B e k k a l i 2 ,   M o h am m e d   K a r i m 3 ,   M o h amm e d   Tao u s s i 4 ,   N aj i b   El   O u an jl i 5 B ad r e   B o s s ou fi 6   1 , 2 , 3 , 4 , 6 L a b o r a t o r y   of   S y s t e m s   I nt e g r a t i o a n d   A dv a nc e T e c hno l o g i e s ,   F a c ul t y   o f   S c i e nc e s   D h a r   E l   M a h r a z ,     S i d i   M o ha m e d   B e n   A bde l l a U n i v e r s i t y   F e z ,   M o r o c c o   5 L a b o r a t o r y   of   P r o duc t i o E ng i n e e r i ng ,   E n e r g y   a nd  S u s t a i n a b l e   D e v e l o pm e nt ,   H i g he r   S c ho o l   o f   T e c hno l ogy ,     S i d i   M o ha m e d   B e n   A bde l l a U n i v e r s i t y   F e z ,   M o r o c c o       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   F e b   2 0,   2 019   R e v i s e d   J un   3 ,   2019   A c c e pt e J ul   5 ,   201 9       T hi s   a r t i c l e   p r e s e n t s   t he   us e   o f   a   pe r m a n e n t   m a g ne t   s y nc hr o n o us   g e ne r a t o r   ( P M S G )   f o r   t he   w i nd  e ne r gy   pr o duc t i o a n e l e c t r i c a l   e ne r gy   i n j e c t i o pr o duc e i nt o   a e l e c t r i c a l   g r i d .   T he   o bj e c t i v e   i s   t o   pe r f o r m   m o d e l i ng   a nd  di r e c t   c o nt r o l   o f   t he   W i nd  E n e r g y   c o nv e r s i o S y s t e m   ( W E C S ) ,   t a ki ng   i nt o   a c c o unt   t he   p r o bl e m s   o f   w i nd  s pe e v a r i a t i o ns   a n g e ne r a t o r   m a i nt e n a nc e .   T he   di r e c t   t o r qu e   c o nt r o l   ( D T C )   i s   a pp l i e t o   t he   m a c hi n e - s i d e   c o n v e r t e r   a nd   di r e c t   po w e r   c o nt r o l   ( D P C )   i s   a ppl i e t o   t h e   g r i d - s i de   c o nv e r t e r .   T he   pe r f o r m a nc e   o f   W E C S   i s   t e s t e i M A T L A B   /   S I M U L I N K   e nv i r o nm e nt   s i m u l a t i o w i t h   a   r e a l   w i nd  p r o f i l e   o f   E s s a o ui r a - M o r r o c o   c i t y .   T he   s i m u l a t i o r e s ul t s   o b t a i ne d   s ho w   t ha t   t he   pr o po s e di r e c t   c o nt r o l s   p r o v i de   hi g pe r f o r m a nc e   i t e r m s   o f   s e t po i nt   t r a c k i ng ,   s p e e d ,   s t a bi l i t y   a nd     po w e r   qu a l i t y .   Ke y w or ds :   D i r e c t   po w e r   c o n t r o l   D i r e c t   t o r q ue   c o n t r o l   E s s a o ui r a - M o rr o c o   P e r m a n e nt   m a g n e t   s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   D a l i l a   H a m m o um i ,   L IS T A   l a b o r a t o r y ,   F a c ul t y   of   S c i e n c e s   D h a E l   M a hra z ,   S i di   M o h a m e B e A b de l l a h   U n i v e r s i t y   F e z ,   M o r o c c o   E m a i l :   da l i l a . h a m m o um i @ us m b a . a c . m a       1.   I N TR O D U C TI O N   E n e rgy   c o n v e r s i o n   c ha i n s   a s s o c i a t e w i t h   w i n po w e r   of t e n   us e   a   pe r m a n e nt   m a g n e t   s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r   (P M S G due   t o   s e l f - e xc i t a t i o n,   w h i c h   a l l o w s   o pe r a t i o n   w i t h   hi g h   po w e r   f a c t o r   a nd  h i g   e ff i c i e n c y   [1].   In de e t h e   s y n c hr o n o us   m a c h i n e   i s   c ha r a c t e r i z e by   h i g h   v o l um e   t o r que   a s   w e l l   a s   a   l o w   i n e rt i a   a nd  i nduc t a n c e   [2] ,   w hi c gi v e s   i t   hi g pe r f o r m a n c e   c o m pa r e t o   t h e   a s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r,   a   hi g e ff i c i e n c y   a n b e t t e r   c o n t r o l l a b i l i t y   [3].   H ow e ve r   t h e   c o n t r o l   of   t h i s   m a c hi n e   r e m a i n s   c o m pl e b e c a us e   of   t h e   de c o upl i n b e t w e e n   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r q ue   a nd  f l ux .   T h e   v e c t o r   c o n t r o l   i s   o n e   o f   t h e   s t ra t e gi e s   t ha t   e n s u r e   a   de c o upl i n b e t w e e n   t h e   m a g ni t ude s   o f   t h e   m a c h i n e   [ 4].   T hi s   t e c hn i q ue   w a s   pr o po s e by   B l a s c h ke   [5 - 6 ],   i t   i s   c h a ra c t e ri z e b y   a   goo pe r f o r m a n c e   a nd  f a s t   d y n a m i c   r e s po n s e .   H ow e ve r ,   t h i s   c o nt r o l   i s   n o t   e f f e c t i v e   w h e n   t h e   s y s t e m   i s   n o n - l i n e a u n de r go e s   i n t e rn a l   a n d   e xt e rn a l   d i s t u r b a n c e s   [7] .   T h e r e f o r e ,   i n   t h i s   w o r k,   t h e   d i r e c t   c o n t r o l s   s t r a t e gi e s   a pp l i e t o   P M S G - Co n v e r t e r s   a r e   p r o po s e t i m p r o v e   t h e   m a c h i n e   pe r f o r m a n c e   a n gu a r a nt e e   t h e   qu a l i t y   pow e r   i n j e c t e i nt o   t h e   g r i d .   T h e   D i r e c t   T o r que   c o n t r o l   (D T C i s   de ve l o pe d   t o   c o n t r o l   t h e   m a c h i n e - s i de   c on v e r t e r   (M S C).   W h i l e ,   t h e   di r e c t   pow e r   c o n t r o l   (D P C)  i s   us e t o   c o n t r o l   t h e   g ri d - s i de   c o n v e r t e (G S C) . T h e   m a i n   c o nt r i b ut i o n s   o f   t hi s   w o r a r e :   a.   D e ve l o pm e n t   o f   a   d i r e c t   c o n t r o l   t ha t   p r o v i de s   be t t e r   pe r f o r m a n c e s .   b.   T h e   de c o upl i n o f   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r que   a n d   f l ux   i s   a s s ur e d .   c.   A ppl y i n a   r e a l   w i n d   p r o f i l e   o f   E s s a o ui r a - M o rr o c o   c i t y   t o   w i n d   e n e r gy   c o n v e r s i o n   s y s t e m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 019   :     1 22 9   -   1 2 3 9   1230   T h i s   p a pe r   i s   s t r uc t u r e a s   f o l l ow s :   s e c t i o n   p r e s e n t   t h e   m o de l i ng  o f   w i n e n e r gy   c o n v e r s i o n   s y s t e m .   S e c t i o n   de ve l o ps   t h e   di r e c t   c o n t r o l s   s t ra t e gi e s ,   D T i s   a pp l i e t o   P M S G - s i de   c o n ve r t e r   a nd  D P i s   a ppl i e t o   gri d - s i de   c o n v e r t e r .   T h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   i n   M a t l a b / S i m u l i nk  a r e   p r e s e nt e a n di s c us s e i s e c t i o n   4.   F i na l l y ,   c o n c l us i o n s   a nd  s ug ge s t i o n s   f o r   f ut u r e   w or ks   a r e   gi v e n   i S e c t i o n   5 .       2.   M O D E LI N G   O F   WI N D   EN ER G Y   C O N V ER S I O N   S Y S TEM   T h e   w i n e n e rgy   c o n ve r s i o n   s y s t e m   c o n s i s t s   o f   a   v a r i a b l e   s pe e t ur b i n e   c o upl e di r e c t l y   t o   a   pe r m a n e n t   m a g n e t   s y n c hr o n o us   ge n e r a t o r,   c o nn e c t e t o   t h e   e l e c t r i c a l   g ri v i a   t hr e e - p ha s e   s t a t i c     c o n v e r t e r s   [8 ].   F i gu r e   i l l us t ra t e s   t h e   S y n o p t i c   di a g ra m   o f   t he   s t udi e s y s t e m .           F i gu r e   1 .   S y n o pt i c   di a g ra m   o f   t h e   s t udi e d   s y s t e m       2 .1 .       Wi n d   tu r b i n e   m o d e l i n g   T h e   w i n t u r b i n e   i s   a   de v i c e   w h o s e   r o l e   i s   t h e   t ra n s f o r m a t i o n   o f   ki n e t i c   e n e r gy   i n t   m e c h a ni c a l   e n e r gy   [9].   T h e   w i n d   po w e r   P v   t h a t   p a s s e s   t hr o ug h   t h e   a c t i v e   s ur f a c e   S   of   t h e   w i n d   t u r b i n e   i s   g i v e n   b y   [10]:     = 1 2  2 3   (1)     T h e   m e c h a ni c a l   po w e r   i s   l i n ke t o   t h e   ki n e t i c   po w e r   by   t h e   f o l l ow i n e qu a t i o n :      =  = 1 2  2 3   (2)     T h us ,   t h e   e xp r e s s i o n   o f   t h e   c o r r e s po n d i n g   w i n d   t o r que   i s   g i v e n   b y :      = = 1 2Ω . . . 2 . 3   (3)     F i gu r e   i l l us t ra t e s   t h e   c h a ra c t e r i s t i c s   of   p ow e r   c oe f f i c i e n t   Cp  a s   a   f un c t i o n   o f   λ   a n β T h e   pow e r   c oe ff i c i e n t   C de pe nds   o n   t h e   pi t c a n g l e   β   a nd  t h e   t i p - s pe e r a t i o   λ .   I t   i s   gi v e n   b y   t h e   f o l l ow i n   e qua t i o n   [1 1 - 12] :     ( , ) = 0 . 5176 . ( 116 + 0 . 08 4 . 06 3 + 1 0 . 4 5 ) 21 + + 0 . 0068   (4)     W i t h :     =   .    (5)     F r o m   t h e   F i g u r e   2,   t h e   m a xi m um   po w e r   c o e ff i c i e n t   (Cp - m a x≈0 . 5506)  i s   c ha ra c t e ri z e by   o pt i m a l   s pe e r a t i o   o pt = 1 2)  f o r   p i t c a n g l e   β   e qu a l   t o   z e r o .     W i n d   M ac h i n e - S i d e   Conver t e r   ( M S C)   T u r b i n e   Grid - S id e   C on ve r t e r   ( GS C )   P M S G   M ech an i ca l   po we r     E l ect ri ca l  p ow e r     Grid     M PPT   DC   DC   A C   A C   C   C o n t r o l   l a w s:     D T C   &   D PC   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D i r e c t   c ont r o l s   f or   w i nd  t ur b i ne   w i t P MSG   us e d   on  t h e   r e al   w i n p r of i l e   of   ( D al i l a   H am m oum i )   1231       F i gu r e   2 .   P o w e r   c oe ff i c i e n t       2 .2 .      M o d e l i n g   o f   t h e   P e r m an e n t   M agn e t   S yn c h r o n ou s   G e n e r ato r   O n c e   t h e   m e c ha n i c a l   m o de l i n w a s   d o n e ,   w e   w e n t   t o   t h e   ge n e r a t o r   a nd  o ur   c h o i c e   fe l l   o n   t h e   pe r m a n e n t   m a g n e t   s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r .   W e   c o n s i de r   t h e   s y n c hr o n o us   m a c h i n e   w i t h   s m o o t h   po l e s   (L αs = L β s = L s [13].     {  =       +   =      +   (6)     T h e   m e c h a ni c a l   e qua t i o o f   t h e   s y s t e m   i s   e xp r e s s e by :         =  +     (7)     T h e   e xp r e s s i o n   o f   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r que   i s   g i v e n   b y :     {  = 3 2  =     (8)     2 . 3 .      S p e e d   c o n tr o l   o th e   ge n e r ato r   T o   c o n t r o l   s pe e of   t h e   P S M G ,   t h e   o pt i m a l   s pe e r e f e r e n c e   e xpr e s s e by   ( 4 )   w a s   us e w h e r e   λ o pt   i s   t h e   o pt i m a l   r a t i o   b e t w e e n   t ur b i n e   s pe e a n w i n s pe e d.   T h i s   r e f e r e n c e   i s   o b t a i n e f r o m   t h e   M a xi m um   P ow e r   P o i n t   T ra c ki n g   t e c hn i q ue   (M P P T ) .   T h e   s pe e c o n t r o l   s t ra t e g y   of   t h e   P M S G   i s   i l l us t r a t e i n   F i gu r e   3 .     . opt r e f t v R    (9)           F i gu r e   3 .   S pe e c o n t r o l   s t r a t e gy         0 5 10 15 20 25 30 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 Ti S pe e R a t i ( ) P ow e r   C oe f f i c i e nt   ( C p) X :   1 2 Y :   0 . 5 5 0 6     =0 =5 = 1 0 = 1 5 = 2 0 = 2 5   T m   T em   ref   +   -   ɛ   +       S p e e d   C o n t r o l l e r   m     +     v   PMSG   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 019   :     1 22 9   -   1 2 3 9   1232   3.   D I R EC C O N TR O O F   T H E   P ER M A N EN T   M A G N E S Y N C H R O N O U S   G EN ER A T O R   D i r e c t   Co nt r o l s   (D C)  a r e   c o n t r o l   t e c hni que s   t h a t   p r o v i de   a   s i m pl e   de c o upl i n t o   i m pl e m e n t   b e t w e e n   di f fe r e nt   s y s t e m s   pa ra m e t e r s .   T h e   D o f   a   pe r m a n e n t   m a g n e t   s y n c hr o n o us   m a c hi n e   i s   b a s e o n   t h e   di r e c t   de t e r m i n a t i o n   o f   t h e   c o n t r o l   s e que n c e   a ppl i e t o   t h e   s w i t c h e s   o f   a   vo l t a ge   i n v e r t e r,   w hi c h   de t e rm i n e s   i t s     s t a t e   [14] .   T hi s   c h o i c e   i s   ge n e r a l l y   b a s e o n   t h e   us e   of   h y s t e r e s i s   c o m pa ra t o r s   w h o s e   f un c t i o n   i s   t o   c o n t r o l   t h e   s y s t e m   s t a t e ,   na m e l y   t h e   f l ux  a m pl i t u de ,   e l e c t r o m a g ne t i c   t o r que ,   D C   b us   vo l t a ge ,   a c t i v e   pow e r   a n d     r e a c t i v e   pow e r   [15].   T h e   pow e r   c o n v e r t e r   us e i s   c o n v e n t i o n a l   t w o - l e v e l   vo l t a ge   i n v e rt e r   c o n v e n t i o n a l   i n   F i gu r e   4 .   T h e   l a t t e a l l o w s   r e a c h i ng  e i g ht   d i s t i n c t   po s i t i o n s   i n   t h e   p h a s e   p l a n e ,   c o r r e s po n d i n t o   t h e   e i g h t   v o l t a ge   s e que n c e s   of   t h e   i n v e r t e [16 - 1 7].           F i gu r e   4 .   G e n e ra l   s t r uc t u r e   o f   t h e   v o l t a ge   i n v e r t e r       T h e   m a t h e m a t i c a l   m o de l   o f   t h e   t hr e e - p ha s e   i n v e r t e i s   r e p r e s e n t e b y   t h e   f o l l ow i n g   m a t ri [18]:     ( ) = 1 3 0 . ( 2 1 1 1 2 1 1 1 2 ) . ( )   (10)     T h e   v o l t a ge   v e c t o r   V s   i s   de f i n e a s   t h e   c o m b i n a t i o o f   t h e   t hr e e   s w i t c h i ng  s t a t e s :     ̅ =  + .  = 2 3 0 ( + 3 2 + 3 4 )   (11)     a.   S i ( i = a , b , c) =1 i f   t h e   l o w   s w i t c i s   c l o s e a n d   t h e   h i g s w i t c i s   o pe n .   b.   S i ( i = a , b , c) =0 i f   t h e   l o w   s w i t c i s   o pe a n t h e   hi g s w i t c h   i s   c l o s e d   T h e   c o m b i n a t i o n s   o f   t h e   t hr e e   m a g n i t ude s   (S a , S b , S c m a ke   i t   po s s i b l e   t o   ge n e r a t e   e i ght   po s i t i o n s   23   of   t h e   v o l t a ge   v e c t o r   V s   o f   w h i c h   a r e   a c t i v e   (ha v e   t h e   s a m e   m o dul e   e qua l   t o   2 3 0 a nd  t w o   n ul l   v e c t o r s .   T h e   e xt r e m i t i e s   of   t h e s e   s i v e c t o r s   de f i n i n t h e   v e r t i c e s   o a   r e gul a r   h e xa go n   s i n c e   t w s uc c e s s i v e   v e c t o r s   m a ke   b e t w e e n   t h e m   a n   a n g l e   of   30°   c a l l e s e c t o r   o r   z o n e .   T h e   e i ght   v o l t a ge   ve c t o r s   a r e   r e p r e s e n t e i n   t h e   pl a - β )   by   F i gur e   5.           F i gu r e   5 .   E l a b o r a t i o n   o f   t h e   s t a t o v o l t a ge   v e c t o r     1 T 2 T 3 T a b c C c U 1 T 2 T 3 T N     1 ( 100 )     2 ( 110 )     4 ( 011 )     3 ( 010 )     6 ( 101 )       ( 001 )     0 ( 000 ) =     ( 111 )       S e c t o r   5     S e c to r 2     S e c t o r 1     S e c to r 4     S e c to r 3     S e c to r 6   60°   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D i r e c t   c ont r o l s   f or   w i nd  t ur b i ne   w i t P MSG   us e d   on  t h e   r e al   w i n p r of i l e   of   ( D al i l a   H am m oum i )   1233   T h e   m a i n   i de a   o f   D i r e c t   Co n t r o l   i s   de m o n s t r a t e by   i t s   a ppl i c a t i o n   t o   t h e   w i n s y s t e m   us i n t h e   P M S G .   W e   n o t e   t h a t   po w e r   ge n e ra t i o n   a nd  c o n t r o l   do   n o t   o n l y   de pe n o n   t h e   P M S G ,   b ut   a l s o   o n   t h e   m a nn e i n   w hi c t h e   v o l t a ge   c o n v e r t e r s   a r e   c o nt r o l l e d .   T h e   m a c hi n e - s i de   c o n v e r t e (M S C)  c o n s i s t s   o f   a dj us t i n t he   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r que   a nd  t h e   f l ux .   F o r   t hi s ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   a ppl y   t h e   di r e c t   t o r que   c o n t r o l   ( D T C).   T h e   gri d - s i de   c o n v e r t e r   (G S C)  c o n s i s t s   of  c o n t r o l l i n g   t h e   a c t i v e   a n r e a c t i v e   pow e r   of   t h e   m a c h i n e   t o   t h e   g ri d .   F o r   t h i s ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   a ppl y   t h e   di r e c t   po w e r   c o n t r o l   (D P C) .     2. 1 .       A p p l i c at i o n   o D TC   t t h e   M ac h i n e - S i d e   C o n v e r te r   D T i s   a   c o n t r o l   t e c hni que   t h a t   p r o v i de s   s i m pl e   de c o upl i ng  of   f l ux  a n t o r que .   I t   i s   a   que s t i o n   o m a i n t a i ni n g   t h e   m a g ni t ude s   o f   s t a t o f l ux  a nd  t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r que   i n s i de   t h e s e   b a nds   o f   h y s t e r e s i s .   T h e   p r i n c i p l e   o f   t h e   D T i s   t h e   t o r que   di r e c t   r e gu l a t i o n   o f   t h e   pe rm a n e n t   m a g n e t   s y n c hr o n o us   m a c hi n e   b y   t h e   a ppl i c a t i o n   o f   t h e   v a r i o us   i n v e r t e r   v o l t a ge   ve c t o r s ,   w h i c h   de t e r m i n e s   i t s   s t a t e .   T h e   t w o   c o n t r o l   v a r i a b l e s   a r e   t h e   s t a t o r   f l ux  a n d   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r que   [ 19 - 20] .   T hi s   c o m m a n d   i s   c ha r a c t e r i z e by   a   h i g pe r f o r m a n c e ,   go o r ob us t n e s s   a ga i n s t   pa ra m e t ri c   v a r i a t i o n s   o f   t h e   ge n e r a t o r   a n i t s   s i m p l i c i t y   of   i m pl e m e nt a t i o n   [ 21 - 22] .   T h e   di a g ra m   o f   t h e   D T C   a p pl i e d   t o   P M S G   i s   s h o w n   i F i gu r e   6.           F i gu r e   6 .   S t ruc t u r e   o f   t h e   di r e c t   t o r que   c o n t r o l   o f   t h e   P M S G       2. 1 .     Es ti m ati o n   o S tato r   F l u x   a n d   El e c tr o m agn e ti c   To r q u e   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   c o n t r o l   s y s t e m   de pe n ds   o t h e   a c c ura c y   i t h e   e s t i m a t i o o f   t h e s e   m a g ni t u de s .   T h e   e s t i m a t i o n   o t h e   s t a t o r   f l ux  a nd  e l e c t r o m a g n e t i c   t o r que   r e qui r e s   pri o r   k n o w l e dge   of   t h e   c urr e n t   a n d   s t a t o r   v o l t a ge   c o m po n e n t s   [ 23 - 24] .   T h e   c o m put a t i o n   o f   t h e   f l ux  c o m po n e n t s   o f   t h e   P M S G   i n   t h e   r e f e r e n c e   f r a m e   (α,   β a r e     de t e r m i n e b y :     { ɸ ̂  = (  0  )  ɸ ̂  = (  0  )    (12)     W i t h : ɸ   = ɸ ̂  + . ɸ ̂    T h e   m o dul us   o f   t h e   s t a t o r   f l ux   i s   w r i t t e n :     ɸ ̂ = ɸ ̂  2 + ɸ ̂  2   (13)     T h e   s e c t o r   i w hi c t h e   v e c t o r   ɸ ̅ s   i s   l o c a t e i s   de t e rm i n e d   f r o m   t h e   c o m po n e nt s   ɸ ̂ s α a n d   ɸ ̂ s β .     Ө =  ɸ ̂  ɸ ̂    (14)     O n c e   t h e   t w o   f l ux  c o m po n e n t s   a r e   de t e rm i n e d,   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r que   c a b e   e s t i m a t e by   t h e   fo l l ow i n g   e qua t i o n:     ̂  = 3 2 . ( ɸ ̂   + ɸ ̂   )   (15)       S a     S b                 U 0     S w i t c h i n g     Ta b l e     a b c / αβ       T o r q u e   a n d   f l u x   e st i m a t o r         1   2   3   4   5   6       Ф s - r e f   H Фs     H T   T em - r e f     ̂      Ф s   i s ( α , β)             +   -         S e ct o r     i v s   ɛ Фs   ɛ T e m         v s ( α , β)       i s ( α , β)   v s ( α , β)         +   -               ɸ ̂ s     ̂        In v e r t e r       PSM G     S c   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 019   :     1 22 9   -   1 2 3 9   1234   2. 1 .     El ab o r ati o n   o F l u x   a n d   To r q u e   R e gu l ato r s   A   s t a t o f l ux  r e gul a t o r   ha s   b e e n   us e t o   m a i nt a i n   t h e   e xt r e m i t y   of   t h e   f l ux  v e c t o r   ϕs   i n   a   c i r c ul a ri n g.   T h e   d i f f e r e n c e   ε ϕ   b e t w e e n   t h e   r e f e r e n c e   f l ux   ϕ s - r e f   a nd  t h e   e s t i m a t e d   f l ux   ɸ ̂   i s   i n t r o duc e i nt o   a   t w o - l e v e l   h y s t e r e s i s   c o m pa ra t o r   (0 , 1)  a s   s h o w n   i n   F i gu r e   7.   T h e   h y s t e r e s i s   c o m pa ra t o r   ge n e r a t e s   a t   i t s   o ut put   t h e   v a l ue s :   H ϕ= t o   i n c r e a s e   t h e   f l ux   a n d   H ϕ  = 0   t o   r e duc e   t h e   f l u x.           F i gu r e   7 .   T w o - l e v e l   h y s t e r e s i s   r e gul a t o r       T h e   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r q ue   r e gul a t o r   i s   us e t o   c o n t r o l   t h e   m a c h i n e   i n   b o t h   di r e c t i o n s   o f   r o t a t i o n,   ge n e ra t i n g   e i t h e r   a   po s i t i v e   t o r q ue ,   o n e ga t i v e   t o r que .   By   a ppl y i n t h e   d i f fe r e n c e   ε T e m   b e t w e e n   t h e   r e f e r e n c e   t o r q ue   T e m - r e f   a n d   t h e   e s t i m a t e t o r que     T ̂ em   i n   h y s t e r e s i s   c o m pa ra t o w i t h   t hr e e - l e v e l ,   t h i s   o n e   ge n e ra t e s   t h e   v a l ue s :   H T e m   = t o   i n c r e a s e   t h e   t o r q ue ,   H T e m = - t o   r e duc e   i t   a n H T e m = t o   ke e i t   c o n s t a n t   i n   t h e   b a n F i gu r e   8 .           F i gu r e   8 .   T hr e e - l e v e l   h y s t e r e s i s   r e gul a t o r       2. 1 .     El ab o r ati o n   o t h e   S w i t c h i n g   Tab l e   T h e   c h o i c e   of   t h e   i n v e r t e r   s t a t e   i s   m a de   i n   a   s w i t c h i ng  t a b l e   e l a b o r a t e a s   a   f un c t i o n   o f   t h e   v a r i a b l e s   s t a t e   (H ϕa n H T e m a t   t h e   o ut put   o f   f l ux  r e gul a t o r s   a n d   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r que ,   a s   w e l l   a s   t h e   s e c t o r   S i   gi v i ng  t h e   i n f o r m a t i o o t h e   po s i t i o o f   t h e   f l ux   v e c t o r .   T a b l e   1   i s   p r e s e nt e i t h e   f o l l ow i n f o rm :       T a b l e   1 .   S w i t c hi n g   T a b l e   H ϕ s   H T e m   S 1   S 2   S 3   S 4   S 5   S 6     1   1   V 2   V 3   V 4   V 5   V 6   V 1   0   V 7   V 0   V 7   V 0   V 7   V 0   - 1   V 6   V 1   V 2   V 3   V 4   V 5     0     1   V 3   V 4   V 5   V 6   V 1   V 2   0   V 0   V 7   V 0   V 7   V 0   V 7   - 1   V 5   V 6   V 1   V 2   V 3   V 4       2. 2 .       A p p l i c at i o n   O f   D P C   t t h e   G r i d - S i d e   C o n v e r te r   T h e   pu r po s e   of   D i r e c t   P o w e r   Co n t r o l   (D P C)   i s   t o   di r e c t l y   c ont r o l   t h e   a c t i v e   a n r e a c t i v e   pow e r   f r o t h e   m a c h i n e   t o   t h e   g r i d .   T hi s   c o n t r o l   i s   s i m i l a r   t o   t ha t   o f   D T C, i t   c o n s i s t s   i n   s e l e c t i n a   s e que n c e   of   s w i t c h i n g   c o n t r o l s   (S a , S b , S c o f   t h e   s e m i c o n duc t o r s   c o n s t i t u t i ng  G S C ,   t hi s   c h o i c e   i s   b a s e o t h e   us e   o f   t w o   h y s t e r e s i s   c o m pa ra t o r s   f o r   t h e   e rr o r s   o f   i n s t a nt a n e o us   a c t i v e   a n r e a c t i v e   pow e r s   P a n Q g . T h e   o ut pu t s   o f   t h e s e   r e gul a t o r s   w i t h   t h e   s e c t o r   w h e r e   t h e   po s i t i o n   o f   t h e   g ri v o l t a ge   v e c t o r   i s   l o c a t e d, c o n s t i t ut e   t h e   i nput s   o f   a   s w i t c h i n t a b l e   w h i c h   i n   t u rn  de t e rm i n e s   t h e   s w i t c hi n s t a t e   of   t h e   s w i t c h e s , t h e   a c t i v e   pow e r   r e f e r e n c e   i s   ob t a i n e f r o m   t h e   D b us   v o l t a ge   r e gul a t o r.   F i gu r e   i l l us t r a t e s   t h e   D P C   a pp l i e d   t o   g r i d - s i de   c o n v e r t e r .       +   0     ɸ     ɸ     ɸ     ɸ =   ɸ         ɸ ̂             +1   0   - 1                         =                ̂                  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D i r e c t   c ont r o l s   f or   w i nd  t ur b i ne   w i t P MSG   us e d   on  t h e   r e al   w i n p r of i l e   of   ( D al i l a   H am m oum i )   1235       F i gu r e   9 .   G e n e ra l   s c h e m a t i c   o f   t h e   D P a ppl i e t o   g ri d - s i de   c o n v e r t e r       E s t i m a t i o i s   a   v e r y   i m po r t a n t   s t e i a c hi e v i n go o s y s t e m   pe r f o r m a n c e .   H e n c e   t h e   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   pow e r s   a r e   e s t i m a t e f r o m   t h e   m e a s u r e v o l t a ge   a n d   c urr e nt ,   t h e y   a r e   gi v e n   b y   t h e     fo l l ow i n g   e qua t i o n s :     = 3 2 (   +   )   (16)     = 3 2 (    )   (17)     T h e   po s i t i o n   of   t h e   gr i vo l t a ge   v e c t o r   t ha t   de t e rm i n e s   t h e   s e c t o r   S i   i s   de f i n e by   t h e     fo l l ow i n g   e qua t i o n:     =      (18)     S i m i l a rl y   fo r   D T C,   a   t hr e e - l e v e l   h y s t e r e s i s   r e gul a t o r   i s   us e t o   c o n t r o l   a c t i v e   pow e r .   W h i l e ,   a   t w o - l e v e l   h y s t e r e s i s   r e gul a t o r   i s   us e t o   c o n t r o l   t h e   r e a c t i v e   pow e r . T h e   o ut put s   o f   t h e s e   r e gul a t o r s   w i t t h e   i n f o r m a t i o n   o f   t h e   s e c t o r   S i   fo r m   a   s e l e c t i o n   t a b l e   w h i c h   s e r v e s   t o   s w i t c h   t h e   s w i t c h e s   o t h e   i n v e rt e r   w h i c h   i s   pr e s e nt e b y   t h e   T a b l e   2.       T a b l e   2 .   T a b l e   o f   V o l t a ge   V e c t o r   S e l e c t i o n   H Qg   H Pg   S 1   S 2   S 3   S 4   S 5   S 6     1   1   V 5   V 6   V 1   V 2   V 3   V 4   0   V 7   V 0   V 7   V 0   V 7   V 0   - 1   V 3   V 4   V 5   V 6   V 1   V 2     0     1   V 6   V 1   V 2   V 3   V 4   V 5   0   V 0   V 7   V 0   V 7   V 0   V 7   - 1   V 2   V 3   V 4   V 5   V 6   V 1       4.   S I M U LA TI O N   R ES U LTS   T o   s t udy   t h e   pe r f o r m a n c e   a nd  s t a b i l i t y   o f   W E CS   s y s t e m s ,   t h e   n um e ri c a l   s i m u l a t i o n s   w e r e   c a rri e o ut   fo r   t h e   l o w   pow e r   s y s t e m   w i t h   a   r e a l   w i n d   p r o f i l e   of  t h e   c o a s t a l   z o n e   o f   t h e   K i n gdo m   o f   M o r o c c o   E s s a o ui r a   c i t y .   T h e   f o l l ow i n g   F i gu r e s   s h o w   t h e   r e s ul t s   o b t a i ne us i n g   t h e   M a t l a b   / S i m u l i n k   e n v i r o n m e nt .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   s h o w   t ha t   t h e   c o n t r o l   us e h a s   v e r y   goo d y n a m i c   a n s t a t i c   pe r f o r m a n c e .   T h e   P M S G   b a s e c o n t r o l   s y s t e m   w a s   t e s t e fo r   t h e   a s s um e v a r i a t i o n   i w i n s pe e f o r   30  s e c o n ds   s h o w n   i n   F i gu r e s   10   a n d   11 .   T h e   n o m i n a l   w i n d   s pe e w a s   a do pt e e qu a l   t o   m / s .   F i gu r e   12  s h o w s   t h e   fo r m s   o f   m e a s ur e a n e s t i m a t e w i n d   s pe e d,   t h e   l a t t e r   i s   p r e c i s e l y   a dj us t e t t h e   fo r m s   o t h e   m e a s u r e s pe e d,   w h i c h   s h o w s   t h a t   t h e   a l go ri t hm   o t h e   s pe e c o n t r o l   i s   e n s u r e d .   M o r e ov e r ,   t h e   f o r m s   o f   p ow e r   i l l us t r a t e i F i gu r e   13   s h o w   t h a t   t h e   m e c h a ni c a l   po w e r   i s   p r o po r t i o na l   t o   t h e   w i n d   s pe e d.       ̂     A bc / αβ   i s , β )     H Q     H P   -     ̂     P g _r ef     ̂     S wi t chi ng   t abl e     1   2   3   4   5   6   -   +     i g   v g   Gri d S i de C o nv er t e r   ( GS C )     Gri d   Q g _r ef     ̂     Sec t o r     ɛ P     ɛ Q   v s ( α , β)       v g , β )   i g , β )   U 0   In v e r t e r   +   Ac ti v e   an d r e ac ti v e   pow e r   e s ti m a tor     S b     S c     S   S a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 019   :     1 22 9   -   1 2 3 9   1236   F i gu r e s   14  a n 15  r e s pe c t i v e l y   s h ow   t h e   v a r i a t i o n   o t he   r a t i o   of  t h e   s pe c i f i c   s pe e λ   a n t h e   po w e r   c oe ff i c i e n t   C p.   W e   v e r i fy   t ha t   t h e   v a l ue s   o f   t h e   s pe c i f i c   s pe e a n t h e   po w e r   c o e ff i c i e n t   a r e   a l m o s t   e qua l   t o   t h e i r   o pt i m a l   v a l ue s .   F i gu r e   16  s h o w s   t h e   r e s po n s e   of   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   t o rque   T e m   o f   P M S G   dur i n t h e   w i n s pe e v a r i a t i o n,   i t   i s   p r o po r t i o n a l   t o   t h e   s pe e o f   t h e   w i n d .   F i gu r e   17  s h o w s   t h e   s h a p e   o f   t h e   D b us   v o l t a ge   U 0.   T h e   i n s t a nt a n e o us   v a l ue s   of   t h i s   v o l t a ge   a r e   qui t e   c o n s t a nt ;   i t   pe r f e c t l y   fo l l ow s   i t s   r e f e r e n c e   v a l ue   w i t h   a   r e s po n s e   t i m e   e qu a l   t o   800 m s .   T h e   F i gu r e s   18  a n 19  s h o w   t h a t   t h e   i n s t a n t a n e o us   a c t i v e   a nd  r e a c t i v e   pow e r s ,   de l i v e r e t o   t h e   a l t e rna t i n g r i d,   f o l l ow   i t s   r e f e r e n c e   v a l ue s .   In   a ddi t i o n,   t h e   re a c t i v e   p ow e r   i s   z e r o   w h i c h   c a us e s   a   u n i t   po w e r   f a c t o r   a nd  t h e   o n l y   a c t i v e   p ow e r   ge n e ra t e by   W E CS   i s   f ul l y   s uppl i e t o   t h e   g r i d .   T h e   s t a t o r   c u rr e n t   c o m po n e n t s   p r e s e nt e i n   F i gu r e s   20  a n 21  a r e   s i n us o i da l   ga i t s   w i t h   a m pl i t u de s   v a r y i n a c c o r di n t o   w i n s pe e a nd  i t s   f r e que n c y   r e m a i n s   a t   a   v a l ue   o f   50  H z .           F i gu r e   10 .   V a r i a b l e   w i n d   p r o f i l e   o f   t h e   E s s a o ui r a - M o r o c c o   c i t y           F i gu r e   11 .   W i nd  p r o f i l e   z o o m           F i gu r e   12 .   W i nd  s pe e d           F i gu r e   13 .   M e c ha ni c a l   po w e r           F i gu r e   14 .   P o w e r   c o e ff i c i e n t         F i gu r e   15 .   t i p - s pe e ra t i o     0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 T i m e   (D a y s ) Wi n d   s p e e d     (m / s ) 0 5 12 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 T i m e   (s ) Zo o m Zo o m 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 T i m e   (D a y s ) Wi n d   s p e e d     (m / s ) 0 5 12 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 T i m e   (s ) Zo o m Zo o m 0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 T i m e   (s ) Wi n d   s p e e d   (m / s )     0 5 10 15 20 25 30 0 1000 2000 3000 4000 5000 T i m e   (s ) M e c h a n i c a l e   p o w e r     (W)     Wi n d e s t i m a t e d Wi n d r e a l P w P a e r o 0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 T i m e   (s ) Wi n d   s p e e d   (m / s )     0 5 10 15 20 25 30 0 1000 2000 3000 4000 5000 T i m e   (s ) M e c h a n i c a l e   p o w e r     (W)     Wi n d e s t i m a t e d V e n t r e a l P v P e o l 0 5 10 15 20 25 30 0 4 6 8 10 12 14 T i m e   (s ) La m d b a     (Wi t h o u t   u n i t ) 0 5 10 15 20 25 30 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 T i m e   (s ) C o e f f i c i e n t   p o w e r   C p   (Wi t h o u t   u n i t ) 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 5 10 15 20 25 30 0 , 4 8 2 0 , 4 8 4 0 , 4 8 6 T i m e   (s ) Zo o m   C p 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 6 12 0 5 10 15 20 25 30 1 1 , 6 2 1 1 , 6 4 1 1 , 6 6 T i m e   (s ) Zo o m   0 5 10 15 20 25 30 0 4 6 8 10 12 14 T i m e   (s ) La m d b a     (Wi t h o u t   u n i t ) 0 5 10 15 20 25 30 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 T i m e   (s ) C o e f f i c i e n t   p o w e r   C p   (Wi t h o u t   u n i t ) 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 5 10 15 20 25 30 0 , 4 8 2 0 , 4 8 4 0 , 4 8 6 T i m e   (s ) Zo o m   C p 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 6 12 0 5 10 15 20 25 30 1 1 , 6 2 1 1 , 6 4 1 1 , 6 6 T i m e   (s ) Zo o m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D i r e c t   c ont r o l s   f or   w i nd  t ur b i ne   w i t P MSG   us e d   on  t h e   r e al   w i n p r of i l e   of   ( D al i l a   H am m oum i )   1237       F i gu r e   16 .   E l e c t r o m a g n e t i c   t o r que           F i gu r e   17 .   D C   b us   v o l t a ge               F i gu r e   18 .   A c t i v e   pow e r           F i gu r e   19 .   R e a c t i v e   pow e r           F i gu r e   20 .   s t a t o r   c u rr e n ts           F i gu r e   21 .   Z o o m   o f   s t a t o r   c u rr e n t s           5.   C O N C LU C I O N   T h i s   a rt i c l e   di s c us s e s   a   c o n t r o l   s t ra t e gy   fo r   a   w i n s y s t e m   b a s e o n   P M S G   w i t h   v a r i a b l e   w i n s pe e d.   A f t e r   m o de l i ng  t h e   w i n e n e r gy   c o n v e r s i o n   s y s t e m   w i t h   P M S G - Co n v e rt e r s ,   t h e   di r e c t   c o n t r o l   s t ruc t u r e s   w e r e   t a ke n   i n t o   a c c o un t .   T h e   c o n t r o l   a l go ri t hm   fo r   t h e   m a c hi n e - s i de   c o n v e r t e r   i s   b a s e o n   t h e   di r e c t   t o rque   c o n t r o l .   F o r   t h e   g ri d - s i de   c o n v e r t e r   t h e   D i r e c t   P o w e r   Co nt r o l   m e t h o h a s   b e e n   a pp l i e d.   W e   a do pt e a   v a r i a b l e   w i n o t h e   E s s a o ui ra - M o r o c c c i t y   t e va l u a t e   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   s y s t e m   i n   r e a l   c a s e .   T h e   m a i c o n c l us i o n s   o f   t hi s   s t udy   a r e :   a.   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   c o nt r o l   a ppl i e i r e a l   w i n d   c o n di t i o n s   r e m a i n s   r e l i a b l e .   b.   O pe r a t i o w i t a   u n i t   po w e r   f a c t o r   w a s   e n s u r e d.   c.   P ow e r   i s   a l w a y s   r e qui r e d   w i t h   g o o o pe r a t i o n.   T h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   s h o w   t h a t   d i r e c t   c o n t r o l s   p r o v i de   goo pe r f o r m a n c e   t o   t h e   W E CS   s y s t e m .   T h e   e ff e c t i v e n e s s   of   t h i s   c o n t r o l   c a b e   a s s e r t e f r o m   t h e   re s ul t s   f o un i t hi s   a rt i c l e .   A n d   a s   a   pe r s pe c t i v e   o ur   p r o po s e o r de r   w i l l   b e   i m pl e m e n t e o n   t h e   dS P A CE   D S 1104  b o a r t o   c o n f i r m   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e   by   t h i s   s t udy .       0 5 10 15 20 25 30 0 100 200 300 400 T i m e   (s ) D C   Bu s   V o l t a g e   (V )     V d c V d c _ r e f 0 5 10 15 20 25 30 -1 - 0 . 8 - 0 . 6 - 0 . 4 - 0 . 2 0 T i m e   (s ) Ge n e r a t e u r   s l i p   (Wi t h o u t   u n i t )     0 5 10 15 20 25 30 0 20 40 60 80 100 T i m e   (s ) P o w e r   f a c t o r   (% )     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 290 300 310     0 5 10 15 20 25 30 - 2 5 - 2 0 - 1 5 - 1 0 -5 0 T i m e   (s ) E l e c t r o m a g n e t i c   t o r q u e   (N . m )     0 5 10 15 20 25 30 0 100 200 300 400 T i m e   (s ) D C   Bu s   V o l t a g e   (V )     V d c V d c _ r e f 0 5 10 15 20 25 30 -1 - 0 . 8 - 0 . 6 - 0 . 4 - 0 . 2 0 T i m e   (s ) Ge n e r a t e u r   s l i p   (Wi t h o u t   u n i t )     0 5 10 15 20 25 30 0 20 40 60 80 100 T i m e   (s ) P o w e r   f a c t o r   (% )     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 290 300 310     0 5 10 15 20 25 30 - 2 5 - 2 0 - 1 5 - 1 0 -5 0 T i m e   (s ) E l e c t r o m a g n e t i c   t o r q u e   (N . m )     0 5 10 15 20 25 30 - 1 0 0 0 100 T i m e   (s ) R e a c t i v e   p o w e r   (V A R )     Qs Q s _ r e f 9 . 5 10 1 0 . 5 - 6 0 0 - 5 0 0     0 5 10 15 20 25 30 - 2 0 0 0 - 1 5 0 0 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 T i m e   (s ) A c t i v e   p o w e r   (W)     Ps P s _ r e f 5 5 . 1 - 1 0 0 0     0 5 10 15 20 25 30 - 1 0 0 0 100 T i m e   (s ) R e a c t i v e   p o w e r   (V A R )     Qs Q s _ r e f 9 . 5 10 1 0 . 5 - 6 0 0 - 5 0 0     0 5 10 15 20 25 30 - 2 0 0 0 - 1 5 0 0 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 T i m e   (s ) A c t i v e   p o w e r   (W)     Ps P s _ r e f 5 5 . 1 - 1 0 0 0     1 4 . 9 8 1 4 . 9 8 5 1 4 . 9 9 1 4 . 9 9 5 15 1 5 . 0 0 5 1 5 . 0 1 1 5 . 0 1 5 1 5 . 0 2 - 1 0 -5 0 5 10 T i m e   (s ) Zo o m   (1 ) 1 4 . 8 1 4 . 8 5 1 4 . 9 1 4 . 9 5 15 1 5 . 0 5 1 5 . 1 1 5 . 1 5 1 5 . 2 -5 - 2 . 5 0 2 . 5 5 T i m e   (s ) Zo o m   (1 ) 0 5 10 15 20 25 30 - 7 . 5 -5 - 2 . 5 0 2 . 5 5 7 . 5 T i m e   (s ) R o t o r   c u r r e n t s   (A )     i ra i rb i rc 0 5 10 15 20 25 30 - 1 5 - 1 0 -5 0 5 10 15 20 T i m e   (s ) S t a t o r   c u r r e n t s   (A )     i sA i sB i sC Zo o m   (1 ) Zo o m   (1 ) 1 4 . 9 8 1 4 . 9 8 5 1 4 . 9 9 1 4 . 9 9 5 15 1 5 . 0 0 5 1 5 . 0 1 1 5 . 0 1 5 1 5 . 0 2 - 1 0 -5 0 5 10 T i m e   (s ) Zo o m   (1 ) 1 4 . 8 1 4 . 8 5 1 4 . 9 1 4 . 9 5 15 1 5 . 0 5 1 5 . 1 1 5 . 1 5 1 5 . 2 -5 - 2 . 5 0 2 . 5 5 T i m e   (s ) Zo o m   (1 ) 0 5 10 15 20 25 30 - 7 . 5 -5 - 2 . 5 0 2 . 5 5 7 . 5 T i m e   (s ) R o t o r   c u r r e n t s   (A )     i ra i rb i rc 0 5 10 15 20 25 30 - 1 5 - 1 0 -5 0 5 10 15 20 T i m e   (s ) S t a t o r   c u r r e n t s   (A )     i sA i sB i sC Zo o m   (1 ) Zo o m   (1 ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 019   :     1 22 9   -   1 2 3 9   1238   R EF ER EN C ES   [ 1]   E .   H a que ,   a nd   a l . ,   A   N ov e l   C o nt r o l   S t r a t e g y   f o r   a   V a r i a b l e - S p e e W i nd  T ur bi n e   W i t h   a   P e r m a ne n t   M a g ne t   S y nc hr o no us   G e ne r a t o r ,   I E E E   T r ans ac t i o ns   on   I ndu s t r y   A pp l i c a t i ons ,   V o l .   4 6   ,   I s s ue :   1   ,   J a n. - f e b .   2010 .   [ 2]   F .   T i na z z i ,   a nd  a l . , T o r q ue   E s t i m a t i o i H i g h - E f f i c e nc y   I P M   S y n c hr o no us   M o t o r   D r i v e s ,   I E E E   T r a ns a c t i on s   on   E ne r gy   C onv e r s i on ,   V o l .   30   ,   I s s ue :   3   ,   pp . 142 - 14 7,   S e p.   20 15.   [ 3]   S .   M u l l e r ,   a nd  a l . ,   D o ub l y   f e i nduc t i o g e ne r a t o r   s y s t e m s   f o r   w i nd  t u r b i ne s ,   I E E E   I ndu s t r y   A pp l i c a t i o ns   M ag az i ne , V o l .   8 ,   I s s ue :   3,   pp .   26 - 33 ,   J un e   2002 .     [ 4]   C .   B us c a , ,   a nd  a l . ,   C o nt r o l   o f   P e r m a ne n t   M a g ne t   S y n c hr o no u s G e ne r a t o r   f o r   L a r g e   W i nd  T ur b i n e s ,   I E E E   I nt e r n at i on al   Sy m pos i um   on   I n dus t r i a l   E l e c t r on i c s ,   20 10 ,   p p.   38 71 - 3876 .     [ 5]   M .   T a o us s i ,   a n a l . ,   T he   F uz z y   C o nt r o l   f o r   R o t o r   F l ux  O r i e nt a t i o o f   t he   do ubl e - f e a s y nc hr o no us   g e ne r a t o r   D r i v e ,   I n t e r nat i o nal   J our nal   o f   C om pu t e r s   &   T e c hnol o gy ,   V o l . 13 ,   N ° . 08 ,   pp.   4 707 - 472 2,   M a i . 2 013 .   [ 6]   D .   H a m m o um i ,   a n a l . ,   C o nt r o l   w i nd  e ne r gy   s y s t e m   t o   v a r i a b l e   s pe e ba s e o t h e   pe r m a ne nt   m a g ne t   s y n c hr o no us   g e ne r a t o r ,   P r oc e s s i n I E E E   X p l or e ,   pp .   1 - 6,   O c t .   20 1 7.   [ 7]   B .   B o s s o uf i ,   a nd  a l . ,   F P G A - B a s e I m pl e m e nt a t i o N o nl i ne a r   B a c ks t e pp i ng   C o nt r o l o f   a   P M S M   D r i v e ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   P ow e r   E l e c t r oni c s   an D r i v e   Sy s t e m   ( I J P E D S) ,   V o l . 4,   N o . 1 ,   p p.   12 ~ 2 3,   M a r c h   201 4.   [ 8]   M .   T a o us s i ,   a nd  a l . ,   L o w - S pe e S e ns o r l e s s   C o nt r o l   f o r   W i nd   T u r bi ne   S y s t e m ,   W SE A T r ans a c t i o ns   on  Sy s t e m s   and  C ont r o l ,   V o l . 12,   p p.   40 5 - 417 ,   D e c .   2 017   [ 9]   M .   T a o us s i ,   a nd  a l . ,   C o m pa r a t i v e   s t udy   be t w e e B a c ks t e p pi ng   a da pt i v e   a nd  F i e l d - o r i e n t e c o nt r o l   o f   t he   D F I G   a ppl i e t o   w i n t u r b i ne s ,   P r oc e s s i n I E E E   X p l or e ,   pp .   1 - 6,   O c t .   20 17.     [ 10]   M .   T a o us s i ,   a nd   a l . ,   S pe e v a r i a b l e   a da pt i v e   B a c ks t e pp i ng   c o nt r o l   o f   t he   do ubl y - f e i nduc t i o m a c hi n e   dr i v e ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   A ut om at i on   an C o nt r o l ,   V o l . 1 0,   N ° . 01 ,   p p.   12 - 33 ,   2016 .     [ 11]   M .   T a o us s i ,   a nd   a l . ,   S pe e B a c ks t e pp i ng   C o nt r o l   o f   T he   D o ubl e - F e d   I nduc t i o M a c hi n e   D r i v e ,   J our nal   o f   T he or e t i c al   &   A ppl i e I n f or m a t i on   T e c hno l og y ,   V o l . 74 ,   N ° . 02 ,   pp .   189 - 199 ,   A v r i l   20 15.     [ 12]   B .   B o s s o uf i ,   a nd  a l . ,   O b s e r v e r   ba c ks t e pp i ng   c o nt r o l   of   D F I G - G e ne r a t o r s   f o r   w i nd  t u r b i ne s   v a r i a bl e - s pe e d:   F P G A - ba s e i m p l e m e n t a t i o n ,   R e ne w abl e   E ne r gy ,   V o l . 8 1,   pp .   903 - 91 7,   S e p.   20 15 .     [ 13]   Y .   E l   M o ur a bi t ,   a nd  a l . ,   D T C - S V M   C o n t r o l   f o r   P e r m a ne n t   M a g n e t   S y nc hr o no us   G e ne r a t o r   ba s e V a r i a b l e   S p e e W i nd  T ur bi n e ,   I n t e r na t i o na l   J ou r na l   of   P ow e r   E l e c t r on i c s   a nd   D r i v e   Sy s t e m s   ( I J P E D S) ,   V o l . 8,   I s s ue : 4,   pp.   1732 - 174 3,   D e c .   201 7.   [ 14]   N .   E l   O u a nj l i ,   a nd   a l . ,   C o nt r i bu t i o t o   t h e   p e r f o r m a nc e   i m p r o v e m e nt   o f   D o ubl y   F e I nduc t i o M a c hi ne   f unc t i o ni ng   i n   m o t o r   m o de   by   t he   D T C   c o nt r o l ,   I n t e r nat i on al   J our nal   P ow e r   E l e c t r on i c s   and   D r i v e   Sy s t e m   ( I J P E D S) ,   V o l . 8 ,   N o . 3 ,   S e p t .   2017 .     [ 15]   D .   M i a o ,   a n a l . ,   W i d e   S p e e d   R a ng e   P e r m a ne n t   M a g ne t   S y nc hr ono us G e ne r a t o r   D e s i g f o r   a   D C   P o w e r   S y s t e m ,   C hi ne s e   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   E n gi ne e r i ng ,   V o l . 3,   N o . 1 ,   J une   2 017 .   [ 16]   N .   E l   O ua n j l i , a n a l . , ' ' M o de r i m pr o v e m e nt   t e c hn i qu e s   o f   di r e c t   t o r que   c o nt r o l   f o r   i nduc t i o m o t o r     dr i v e s - a   r e v i e w ' ' ,   P r ot e c t i on   an C ont r o l   of   M ode r n   P ow e r   Sy s t e m s ,   v o l . 7 ,   ( 20 19 ) .   [ 17]   N .   E l   O ua nj l i ,   a nd  a l . ,   D i r e c t   T o r qu e   C o nt r o l   S t r a t e g y   B a s e o F uz z y   L og i c   C o nt r o l l e r   f o r   a   D o ubl y   F e I nduc t i o M o t o r " ,   P r oc e s s i n I O P s c i e nc e ,   V o l .   161 ,   J u ne   201 8.   [ 18]   B .   B o s s o uf i ,   a nd  a l . ,   B a c ks t e pp i ng   c o nt r o l   o f   D F I G   g e ne r a t o r s   f o r   w i de - r a ng e   v a r i a b l e - s pe e w i nd  t u r bi ne s ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   A ut om at i on   an C o nt r o l ,   V o l . 0 8,   N ° . 02 ,   p p.   122 - 14 0,   J a n.   2 014 .   [ 19]   N .   E l   O u a nj l i ,   a nd   a l . ,   A   c om pa r a t i v e   s t u dy   be t w e e n   F O C   a nd  D T C   c o nt r o l s   o f   t he   D o ubl y   F e I nduc t i o M o t o r   ( D F I M )   ,   P r oc e s s i ng   I E E E   X p l o r e ,   J a n .   2018 .   [ 20]   B .   B o s s o uf i ,   a nd   a l . ,   B a c ks t e pp i ng   A da pt i v e   C o nt r o l   o f   D F I G - G e ne r a t o r s   f o r   V a r i a b l e - S p e e W i nd  T ur b i n e s ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   C om put e r s   &   T e c hno l og y ,   V o l . 12 ,   N ° . 07 ,   pp.   37 19 - 3733 ,   F e v .   201 4.     [ 21]   B . B o s s o uf i ,   a nd  a l . ,   R o bu s t   A da pt i v e   B a c ks t e pp i ng   c o nt r o l   a ppr o a c of   D F I G   G e ne r a t o r s   f o r   W i nd  T ur b i ne s   V a r i a b l e - S pe e d” ,   P r o c e s s i ng  I E E E   X p l or e ,   1 M a r c 20 15 .   [ 22]   N .   E l   O u a n j l i ,   a nd  a l . , H i g P e r f o r m a nc e   D i r e c t   T o r que   C o nt r o l   o f   D o ubl y   F e I nduc t i o M o t o r   us i ng   F uz z y   L o g i c .   G az i   U ni v e r s i t y   J our nal   o f   Sc i e nc e ,   V o l . 31 ,   I s s ue :   2,   p p.   53 2 - 542,   201 8.   [ 23]   N .   E l   O u a nj l i ,   a nd   a l . ,   A   c om pa r a t i v e   s t u dy   be t w e e n   F O C   a nd  D T C   c o nt r o l s   o f   t he   D o ubl y   F e I nduc t i o M o t o r   ( D F I M )   ,   P r oc e s s i ng   I E E E   X p l o r e ,   p p.   1 - 6 ,   J a n .   2018 .   [ 24]   V .   T .   L uo ng ,   a nd  a l . ,   A dv a nc e d   C o nt r o l   S t r a t e gy   o f   B a c k - to - B a c P W M C o nv e r t e r s   i P M S G   W i nd  P o w e r   S y s t e m ,   P ow e r   E ngi ne e r i n A nd  E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng ,   V o l .   1 3,   I s s ue   :   2,   pp .   81 - 95 ,   J un e   2 015 .         N O M EN C LA TU R E   V s ( α , β )     α β   a x i s   s t a t o v o l t a g e .   i s ( α,   β )   α β   a x i s   s t a t o c u rr e n t .   φ s ( α ,   β )   α β   a x i s   s t a t o fl u x .   f   M a g n e t i c   f l u x .     :   M e c h a n i c a l   t u r b i n e   s p e e d .   ω   :   E l e c t ri c   p u l s a t i o n .   R s   S t a t o r e s i s t a n c e .   L s   :   S t a t o i n d u c t a n c e .   J   T o t a l   m o m e n t   o i n e rt i a .   f   Co e ffi c i e n t   o v i s c o u s   f r i c t i o n .   p   N u m b e o f   p o l e s   p a i r s .   T em   :   E l e c t r o m a g n e t i c   t o r q u e .   P g   :   A c t i v e   g ri d   p o w e r.   Q g   :   Re a c t i v e   g ri d   p o w e r.   U 0   :   DC - l i n k   v o l t a g e .   P e o l   :   M e c h a n i c a l   p o w e r .   T e o l   :   T u rb i n e   t o r q u e .   C p   :   P o w e c o e ffi c i e n t .   λ     : tip - s p e e d   ra t i o .   β   P i t c h   a n g l e   R t   : T u rb i n e   ra d i u s .   V v   :   W i n d   s p e e d   P v   :   W i n d   p o w e r.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.