I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8 ,   p p .   571 ~ 5 7 8   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v9 . i 2 . pp 5 7 1 - 578          571       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JP E DS   Artif i cia l Intellige nce Cont ro l Appli ed in  Wind En ergy   Co nv ersio n Sys te m       Ara m a   F a t i m a   Z o hra 1 ,   B o us s er ha ne  I s m a il K ha lil 2 ,   L a ri bi Sli m a ne 3 ,   Sa hli   Yo ucef 4 ,   M a za ri  B eny o un es 5   1, 2 De p a rtm e n o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   U n iv e rsity   o f   c h a Bp   4 1 7 ,   A lg e ria   1 De p a rtme n o f   T e c h n ica S c ien c e s,   Un iv e rsit y   o f   d ' A DR A R,   A lg e ria   3, 4 Un it é   d e   Re c h e rc h e   e n   En e rg ie s Re n o u v e lab les   e n   M il ieu   S a h a ri e n ,   URERM S ,   Ce n tre  d e   v e lo p p e m e n d e s E n e rg ies   Re n o u v e lab les ,   CDER,   0 1 0 0 0 ,   A DRA R,   A lg é ri a     5 Un iv e rsit y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y   M o h a m e d   Bo u d iaf ,   A lj a z a i r       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   4 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma r   9 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Mar   2 3 ,   2 0 1 8       T h e   o b jec ti v e   o f   th is  p a p e is  to   stu d y   th e   d y n a m ic  re sp o n se   o f   th e   w in d   e n e rg y   c o n v e rsio n   s y ste m   ( W ECS b a se d   o n   t h e   Do u b ly   F e d   In d u c ti o n   G e n e r a to (DFIG ).   T h e   DFI G   ro to is  c o n n e c ted   to   th e   g rid   v ia  a   c o n v e rter.  T h e   a c ti v e   a n d   re a c ti v e   p o w e r   c o n tro is  r e a li z e d   b y   th e   DFI G   ro to v a riab les   c o n tro l,   u sin g   th e   f ield   o rien ted   c o n tr o (F OC).  T h e   v e c to c o n tro o f   DFI G   is   a p p li e d   b y   th e   u se   o f   to w   re g u lato rs  P a n d   th e   n e u ra n e tw o rk   re g u lato (NN ).   T h e   g e n e ra to m a th e m a ti c a m o d e is  im p le m e n ted   in   M a tl a b /   S im u li n k   so f t w a r e   to   si m u late   a   DFIG  o f   1 . 5   M W   in   o rd e to   sh o w   th e   e ff ici e n c y   o f   th e   p e rf o rm a n c e a n d   ro b u st n e ss   o f   th e   stu d ied   c o n tr o sy ste m s.   T h e   si m u latio n   o b tai n e d   re su lt s h o w th a th e   ro b u st n e ss   a n d   re sp o n se   ti m e   o f   th e   n e u ra n e tw o rk   r e g u lato is  b e tt e th a n   th o se   o b tain e d   b y   th e   P c las sic a re g u lato r.     K ey w o r d :   Do u b l y   f ed   in d u ct io n   Field   o r ien ted   co n tr o l   G en er ato r   P I   r eg u lato r   T h n eu r al  n et w o r k   r eg u lato r   W in d   en er g y   co n v er s io n   s y s te m   Co p y rig h ©   201 8   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A r a m Fati m Z o h r a   Dep ar t m en t o f   E lect r ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   Un i v er s it y   o f   B éc h ar   B p   4 1 7 ,   A l g er ia   E m ail:  f ati m aa r a m a @ y a h o o . f r       1.   I NT RO D UCT I O N   W in d   p o w er   is   o n o f   t h r en e w ab le  e n er g ie s   w h ic h   h as  u s g r o w th   in   th e   w o r ld   d u t o   clea n   a n d   n o n - p o llu ti n g   n at u r o f   t h is   te ch n o lo g y   [ 1 ]   [ 2 ] .   Se v er al  m ac h in e s   w er u s ed   i n   W E C S,  b u th e   r an g o f   w i n d   s p ee d   w as  li m ited   in   cla s s ica l   m ac h in e s ,   th ad v an ce d   tec h n o lo g y   cr ea ted   D FIG   w h ic h   s o lv es  t h is   p r o b le m   an d   m ak e s   th e s s y s te m s   m o r p o w er f u l.  Se v er al  co n tr o m et h o d s   o f   th DFI ar ap p ea r ed ,   am o n g   th e m ,   th v ec to r   co n tr o l   [ 3 ] .   T h p r in cip le  o f   t h is   co n tr o is   to   m a k DFI s i m ilar   to   s ep a r ate  ex citat io n   DC   m ac h in e.     Z er zo u r et   al.   [ 4 ] h av e   tr ied   to   i m p r o v t h p er f o r m an ce   o f   a   DFI w i n d   e n er g y   co n v er s io n   s y s te m ,   th e y   h a v p r o p o s ed   th v ec to r   co n tr o w i th   t h P I   co n tr o ller   to   d ec o u p le  th ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er   o f   th e   s tato r .   T h ey   h a v u s ed   s in g l P I   in   ea ch   co n tr o lo o p ,   b u th is   co n tr o h a s   o s cillatio n s ,   ex ce ed an ce s ,   an d   th e   d ec o u p lin g   is   n o f u l l y   m ai n t ain ed .   P o itier s   et  al.   [ 5 ]   h av e   u s ed   t h R ST   p o ly n o m ia co n tr o ller ,   th e y   h av e   f o u n d   th a th e   R ST   co n tr o is   m o r r o b u s t h an   th P I   co n tr o co m p ar ed   to   th r o to r   r esis t an ce   v ar iat io n ,   b u t   th o s cillat io n s   r e m ain   ap p ar en t.   Ha m a n e   et  al.   [ 6 ]   h a v i n v e s t ig ated   t h d ec o u p lin g   co n tr o o f   ac ti v an d   r ea cti v DFI p o w er s   b y   th S lid in g   Mo d ( SM)   r eg u la to r   w h ich   s h o w s   s u p er io r it y   o v er   P I   d u r in g   r o b u s t n es s   tes ti n g ,   b u t h i s   m eth o d   h ad   s lo w   r esp o n s ti m e.   V is w an ad h et  al.   [ 7 ]   h a v co m m an d ed   t h DFI b y   t w o   m et h o d s t h DP C   co m m a n d   an d   th p o w er   tr an s f er   m atr ix   m o d el,   t h e y   h av co n clu d ed   th at  t h p o w er   tr an s f er   m a tr ix   m et h o d   h as  a   b etter   r esu l t h an   th e   DP C   co m m a n d .   Gia n n ak is   et   al.   [ 8 ]   h av p r ese n ted   s tu d y   o f   t h d ec o u p led   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   571     578   572   co n tr o o f   P - Q   w it h o u t   m ec h an ica s e n s o r   f o r   DFI G - b as ed   W E C w it h   i n tel lig e n t   c o n tr o ller s .   T h e y   ar f o cu s ed   o n   th e   i m p le m e n tat io n   o f   f u zz y   lo g ic   co n tr o ller s   c o m b i n ed   w i th   co n v en tio n al   P I   f o r   t h ad j u s t m e n t   o f   ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er .   In   th e s last   y ea r s ,   b ig   i n ter e s is   g iv e n   to   t h u s o f   n e u r al   n et w o r k   i n   id en ti f icat io n   an d   co n tr o o f   th n o n li n ea r   s y s te m s   [ 9 ]   [ 1 0 ] th i s   is   m a in l y   d u to   th e ir   ca p ac ities   o f   tr ai n i n g   an d   g en er a lizatio n .   Mi s h r e t   al  [ 9 ]   h av d ev e lo p ed   an   in d i r ec v ec to r   co n tr o b y   i m p le m en tin g   i n tel lig e n co n tr o ller s   ( Fu zz y   a n d   Ne u r al   n et w er k )   to   co n tr o t h e   s p ee d   o f   a n   i n d u c tio n   m o to r   ( I M) ,   th e y   h av e   co n cl u d ed   th at   t h co n tr o ller   b ased   o n   th n e u r al  n e t w o r k   h a s   m o r e   r o b u s t th a n   th P I   an d   f u zz y   l o g ic  co n tr o ller s .   T h is   p ap er   p r esen ts   co m p ar i s o n   b et w ee n   th e   W E C S p er f o r m an ce   u s i n g   P I   an d   NN  co n tr o ller s .   T h e   P I   r eg u lato r   is   s i m p le  a n d   ea s y   i n   i m p le m en tatio n   an d   g i v es   ac ce p tab le  p er f o r m an ce s ,   b u t   it  h a s n 't  r o b u s t n es s   in   ca s o f   p ar a m eter   v ar iatio n s . T h n eu r al  n et w o r k   co n tr o ll er   is   p r o v ed   to   b an   in ter esti n g   m et h o d   f o r   th d esig n   o f   co n tr o ller s   an d   ap p l ied   in   m an y   f ield s   b ec au s o f   its   ex ce ll en p r o p er ties ,   s u ch   as  in s en s iti v it y   to   ex ter n al   d is t u r b an ce s   an d   p ar a m eter   v ar iatio n s ,   I ca n   p r es en al s o   f a s d y n a m ic   r esp o n s es  i f   t h s w itc h i n g   d ev ices s u p p o r t a   h ig h   f r eq u e n c y .   T h s tu d ied   s y s te m   is   p r es en ted   in   ( Fi g u r 1 ) .           Fig u r 1 .   Diag r a m   o f   th s tu d i ed   s y s te m       2.   M O DE L I N G   AN CO NT R O L   O F   DF I G   2 . 1 .     DF I G   m o del ing   T h P a r k   tr an s f o r m atio n   o f   t h DFI elec tr ical  eq u atio n s   g i v es t h f o llo w i n g   eq u atio n s   [ 1 1 ] - [ 1 4 ] :     rd r dt rq d rq i r R rq V rq r dt rd d rd i r R rd V sd s dt sq d sq i s R sq V sq s dt sd d sd i s R sd V           ( 1 )     T h f ield s   ar g iv e n   b y :     sq i sr M rq i r L rq sd i sr M rd i r L rd rq i sr M sq i s L sq rd i sr M sd i s L sd       ( 2 )     T h elec tr o m a g n et ic  to r q u is   g iv e n   b y :     rq i sd rd i sq s L r s M P em C     ( 3 )       mec f r C em C dt mec d J .   ( 4 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A r tifi cia l I n tellig en ce   C o n tr o A p p lied   in   W in d   E n erg C o n v ers io n   S ystem   ( A r a ma   F a tima   Zo h r a )     573   2 . 2 .     P o w er   co ntr o l   T o   ea s ily   co n tr o th elec tr ica p o w er   p r o d u ce d   b y   t h DFI G,   an   i n d ep en d en co n tr o o f   th ac ti v e   an d   r ea ctiv p o w er s   i s   ap p lied   b y   FO C   o f   s tato r .   T h p r in cip le  o f   th i s   m et h o d   co n s is ts   i n   alig n in g   s tato r   f ield   alo n g   th d   a x i s   o f   P ar k   r e f er en ce   f r a m in   o r d er   to   eli m in ate  th co u p lin g   b et w ee n   t h p o w er s .   ( Fi g u r 2 )     [ 3 ]   [ 1 5 ] .   W h av q u ad r atic  s tato r   f l u x   n u l ( 0 sq ) ,   th e n   t h d ir ec s tato r   f lu x   i s   g i v en   b y s sd .   T h eq u atio n   s y s te m s   ( 1 )   an d   ( 2 )   c an   b s i m p li f ied   as t h f o llo w i n g   f o r m :     rd r dt rq d rq i r R rq V rq r dt rd d rd i r R rd V s s sq i s R sq V sd i s R sd V         ( 5 )     Fo r   th h i g h   p o w er   m ac h i n es,  th r esis tan ce   o f   t h s tato r   w i n d in g s   ar n eg lec ted .   E q u atio n   6 .           Fig u r 2 .   P o s itio n   o f   th s tato r   f lu x   [ 1 6 ]   [ 1 7 ] .       rd r dt rq d rq i r R rq V rq r dt rd d rd i r R rd V s s s V sq V sd V 0         ( 6 )   sq i sr M rq i r L rq sd i sr M rd i r L rd rq i sr M sq i s L rd i sr M sd i s L s 0         ( 7 )   i r q s Ls M s r P C e m   ( 8 )   T h ac tiv an d   r ea ctiv s ta to r   p o w er   in   t h P ar k   r ef er en ce ,   a r w r itte n   as:   sq i sd v sd i sq v Q sq i sq v sd i sd v P     ( 9 )   A cc o r d in g   to   FOC ,   t h eq u ati o n   s y s te m s   ( 9 )   ca n   b s i m p li f i ed   as:   sd i s v Q sq i s v P     ( 1 0 )   rq i s L M s r sq i rd i s L M s r s L s s V sd i . .       ( 1 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   571     578   574   s s L s V rd i s L sr M s V Q rq i s L sr M s V P 2         ( 12 )   rq i s L sr M r L rq s L s s V sr M rd i s L sr M r L rd 2 2         ( 13 )   s L s V sr M g rd i s L sr M r L s g dt rq di s L sr M r L rq i r R rq V rq i s L sr M r L s g dt rd di s L sr M r L rd i r R rd V 2 2 2 2         ( 14 )     2 . 3   Co ntr o l   o f   a ct iv a nd   re a ct iv po w er s   o f   DF I G   T h d ec o u p lin g   o f   t h ac ti v a n d   r ea ctiv e   p o w er s   is   d u to   v o ltag es a n d   c u r r en ts   w h ich   ar e   ev al u ated   u s i n g   tr an s ie n eq u atio n s   o f   t h m ac h i n e   [ 1 8 ] .   T h is   m et h o d   is   f a v o r ed   w i th   m icr o p r o ce s s o r s ,   b u i is   v er y   s en s iti v to   p ar am e ter   v ar iatio n s   o f   t h m ac h i n e.   T h v o lta g es a r ca lcu lated   u s in g   t h p o w er   eq u atio n .     22 mm r r r 2 ss r s s m sr s m s s m s s m s s 22 mm r r r 2 ss s m s s r s s m s s s LL L R L LL R V V L V g P p Q L p dr V L V L L L L m L L LL R L L LL V L V p P g Q g L qr V L V L L m L L ** **                       sm L           ( 1 5 )     I n   th is   u s ed   m et h o d ,   th p o w er   is   co n tr o lled   u s in g   t w o   ca s ca d co n tr o ller s ,   th f ir s is   th p o w er   co n tr o ller   an d   th s ec o n d   is   t h cu r r en t c o n tr o ller .   Fig u r 3 .           Fig u r 3 .   C o n tr o l d iag r a m   o f   DFI G.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A r tifi cia l I n tellig en ce   C o n tr o A p p lied   in   W in d   E n erg C o n v ers io n   S ystem   ( A r a ma   F a tima   Zo h r a )     575   3.   NE URA L   N E T WO RK   CO N T RO L   T h u s e   o f   an   an alo g ical  co n tr o ller   lead s   to   th p er f o r m an ce   d eg r ad atio n   i n   n o n li n ea r   a n d   s e v er al   p r o ce s s es  [ 1 9 ] [ 1 0 ] .   Ma n y   i n tellig e n co n tr o m et h o d s   h a v b ee n   ap p lied   o n   DFI as  f u zz y   co n tr o l,  n eu r al   n et w o r k s   [ 2 0 ] [ 1 0 ] .       T h e   u s o f   n e u r al  n et w o r k s   i s   tec h n iq u f o r   co n tr o llin g   co m p le x   s y s te m s   ca n   b j u s ti f ied   b y   i t s   s i m p lic it y   o f   i m p le m en ta tio n   ( p r elim i n ar y   m a th e m atica an al y s i s )   [ 2 1 ] ,   [ 1 0 ] .   I n   th is   w o r k ,   w co n s id er   th e   p r o ce s s   as  b lack   b o x   th at  h as  th ab ilit y   to   co n tr o th m i n i m u m   o f   p r o ce s s   i n f o r m at io n s .   T h id ea   is   to   r ep lace   th f o u r   P I   r eg u lato r s   o f   FO C   b y   n e u r al  r e g u la to r s   ( NN)   s i m p le.   Fo r   t h tr ai n in g   o f   t h n eu r al   w ei g h t s   f r o m   P I   r eg u lato r s ,   w u s a n   alg o r ith m   o f   b ac k - p r o p ag atio n   ca lled   t h al g o r ith m   o f   L e v en b er g - Ma r q u ar d ( L M)   [ 2 2 ]   [ 2 3 ] .   E ac h   n eu r al  n et w o r k   h a s   f u n ctio n   t h at  is   w ell  d ef i n ed   d ep en d in g   o n   s e lecte d   ar ch itect u r ( h id d en   la y er s   n u m b er   a n d   n eu r al  n u m b er   i n   ea ch   h id d en   la y er ) .   T h p r o b lem   is   to   f i n d   th NN  r eg u lato r   th at  g i v es   th b etter   r esu l ts .   I n   o u r   ca s e,   w ta k s tr u ctu r o f   n e u r al  n et w o r k   w it h   o n l y   o n e   h id d en   la y er   th at   co n tain i n g   th r ee   n eu r o n s   u s i n g   th s ig m o id   tr an s f er   f u n ctio n   ( Fig u r 4 ) .           Fig u r 4 .   C o n f ig u r atio n   o f   th m u ltil e v el  p er ce p tr o n s : ( 1 - 3 - 1 ) .       T h g lo b al  d iag r a m   o f   FO C   c o n tr o w it h   n eu r al  n et w o r k   r eg u lato r s   is   p r ese n ted   in   ( Fi g u r 5 ) .           Fig u r 5 .   Glo b al  d iag r am   o f   F OC   co n tr o w it h   n e u r al  n et w o r k   r eg u lato r s       4.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T o   p r o v th r o b u s tn es s   an d   ef f ec ti v e n es s   o f   p r o p o s ed   c o n tr o s y s te m ,   w ap p l y   th e   p r ev io u s   p r o p o s ed   co n tr o ller   to   co n tr o o f   t h d eo u b l y - f ed   i n d u c tio n   g e n er ato r   w it h   w i n d   e n er g y   co n v er s io n   s y s te m .   T h g en er ato r   an d   co n v er s io n   s y s te m   p ar a m eter s   ar g i v e n   in   ap p en d ix .     T h co n f i g u r atio n   o f   th o v er all   co n tr o s y s te m   is   s h o w n   in   Fi g . 0 5 .   I m ai n l y   co n s i s ts   o f   d o u b l y - f ed   i n d u ct io n   g en er ato r ,   r a m p   co m p ar is o n   cu r r en t - co n tr o lled   p u l s w id t h   m o d u lated   ( P W M)   in v er ter ,   an   i n v er s p ar k ,   f ield   o r ien ted   co n tr o a n d   an   o u ter   p o w er   f ee d b ac k   co n tr o lo o p s .   T w o   d if f er en o p er atin g   co n d itio n s   ar s i m u lated ,   r ef er en ce   tr ac k in g   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   571     578   576   r o b u s tn es s   ag ai n s DFI p ar am eter s   v ar iat io n ,   to   illu s tr ate  t h o p er atio n   o f   th P I   co n tr o l ler ,   R ST   c o n tr o ller   an d   th p r o p o s ed   NN  r eg u lato r s .       4 . 1 .     T he  re f er ence   t ra ck ing   I n   th i s   test ,   t h s i m u lat io n   h a s   b ee n   d o n w i th   t h r ated   p ar a m eter s   o f   th D FIM .   T h is   te s co n s i s ts   o f   s tep   ch an g e s   in   ac ti v an d   r ea ctiv p o w er s   in   o r d er   to   o b s er v th s y s te m   b eh a v io r   w it h   t h p r o p o s ed   co n tr o ller .     T h ac tiv an d   r ea ctiv p o w er   c h an g es a r m ad at  0 . 3 5 s ec   an d   0 . 4 5 s ec ,   r esp ec tiv el y .   T h p er f o r m an ce   o f   w i n d   en er g y   co n v er s io n   s y s te m   w it h   DFI u n d er   th i s   o p er atin g   p o in ts   te s is   s h o w n   i n   f i g u r 6 .   T h is   f ig u r s h o w s   th ac ti v an d   r ea ctiv p o w er   r esp o n s es  f o r   th P I ,   R ST  an d   NN  co n tr o ller s .   T h o b tain ed   r esu lts   th at   ar s h o w n   i n   f ig u r e   6   p r o v th at  th e   p r o p o s ed   c o n tr o ller   h as  g o o d   p er f o r m a n ce s   i n   ac ti v a n d   r e ac tiv p o w e r   tr ac k in g .   I t   is   cl ea r l y   o b s er v ed   t h at   th e   o s cilla tio n s   d ec r ea s e   an d   th p r o p o s ed   NN  co n tr o ller   p r esen m i n i m al  r i s in g   ti m e,   n o   o v er s h o o a n d   n eg l ig ib le   s tead y - s tate  er r o r   co m p ar ed   to   P I   an d   R ST   r eg u lato r s .           Fig u r 6 .   Si m u latio n   r esu l ts   f o r   r ef er en ce   tr ac k i n g   u s i n g   P I ,   R ST   an d   NN  r eg u lato r s .         4 . 2   Ro bu s t nes s   t est  a g ins t   pa ra m et er   v a ria t io n   T h ef f ec ti v e n ess   o f   th p r o p o s ed   W E C w it h   DFI f o r   th d if f er en co n tr o ller   h as  b ee n   test ed   u n d er   D FIG   p ar a m e ter s   v ar ia tio n .   T h is   s ec o n d   test   co n s is t s   o f   ch a n g o n   r ated   v al u es  o f   r o to r   r esis ta n ce ,   s tato r   in d u c tan ce ,   r o to r   an d   m u tu a i n d u cta n ce s .   T h ap p lied   v ar iatio n   r o to r   r esis ta n ce   is   5 0 o f   its   n o m i n a l   v alu e   w h er ea s   t h s ta to r   an d   r o to r   in d u ctan ce   h as   b ee n   i n c r ea s ed   b y   1 0 to   th eir   r ated   v al u es.  F in al l y ,   a   d ec r ea s o f   1 0 o n   t h m u t u al  in d u ctan ce   h a s   b ee n   d o n e. T h p er f o r m a n ce s   o f   W E C w i th   D FIG   u n d er   t h is   o p er atin g   p o in t s   te s t a r d ep icted   in   f i g u r 7 - 1 0 .   Fig u r 7   s h o w s   th e   s i m u latio n   r es u lts   o f   t h s y s te m   u s i n g   th e   d if f er e n co n tr o ller s   f o r   r o to r   r esis ta n ce   v ar iatio n .   W n o t ice  h er th at  th s a m r e f er e n ce   o f   ac ti v a n d   r ea ctiv p o w er   h as   tak e n   f o r   t h is   test .   Fro m   t h s i m u lat io n   r esu lt s ,   it  is   clea r l y   o b s er v ed   t h at  th s y s te m   i s   n o s en s iti v to   t h is   p ar a m eter   v a r iatio n   an d   t h NN   co n tr o ller   s h o w s   g o o d   p er f o r m a n ce   co m p ar ed   to   a n o th er   co n tr o ller   ( P I   an d   R ST   r eg u l ato r ) .   T h p er f o r m a n ce   o f   t h s y s te m   i n   t h p r esen ce   o f   t h r o to r   an d   s tato r   in d u cta n ce s   ar d ep icted   in   f i g u r 8   an d   9 .   Fo r m   t h s i m u l atio n   r esu l ts ,   it  ca n   b s ee n   t h at  th v ar iatio n   i n   r o to r   o r   s tato r   in d u ctan ce s   h as   an   i m p o r tan ef f ec o n   th co n tr o p er f o r m a n ce   o f   W E C f o r   th PI  an d   R ST  r eg u lato r s .   Ho w e v er ,   th N r eg u lato r   p r esen t s   th b es p er f o r m a n ce   i n   ac tiv a n d   r ea ctiv r esp o n s es   co m p ar ed   to   class ical  P I   an d   R ST   r eg u lato r s .     Fin all y ,   t h d y n a m ic  r esp o n s e s   o f   t h w i n d   en er g y   co n v er s i o n   s y s te m   eq u ip p ed   w h it  DFI s y s te m   u n d er   m u tu al   i n d u cta n ce   v ar iatio n   ar ill u s tr ated   in   f ig u r 1 0 .   T h o b tain ed   r esu lts   s h o w ed   th at   m u t u al   in d u cta n ce   h a s   an   i m p o r tan ef f ec o n   th e   s y s te m   r e s p o n s es  f o r   th class ical  r eg u lato r s .   Ho w e v er ,   th NN   r eg u lato r   ca n   k ee p   th s a m c h ar ac ter is tic s   ag ai n s t th i s   v ar i atio n   w it h   s m all  ef f ec t o n   t h r is ti m r esp o n s e.               0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -20 -15 -10 -5 0 5 x  10 5 T i m e   ( s ) Activ e  p owe r (W)     0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -1 -0.5 0 0.5 1 x  10 6 T i m e   ( s )  Rea ctiv e po wer  (va r)     P s re f P s (PI) P s (NN) P s (RST) Q s  re f Q s (PI) Q s (NN) Q S (RST) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A r tifi cia l I n tellig en ce   C o n tr o A p p lied   in   W in d   E n erg C o n v ers io n   S ystem   ( A r a ma   F a tima   Zo h r a )     577         Fig u r 7 .   Si m u latio n   r esu l ts   f o r   r ef er en ce   tr ac k i n g   u s i n g   P I ,   R ST   an d   NN  r eg u lat o r s   w it h   r o to r   r esis ta n ce   v ar iatio n   ( +5 0   %)   Fig u r 8 .   Si m u latio n   r esu l ts   f o r   r ef er en ce   tr ac k i n g   u s i n g   P I ,   R ST   an d   NN  r eg u lat o r s   w it h   s tato r   in d u cta n ce   v ar iat io n   ( +1 0   %).             Fig u r 9 .   Si m u latio n   r esu l ts   f o r   r ef er en ce   tr ac k i n g   u s i n g   P I ,   R ST   an d   NN  r eg u lat o r s   w it h   r o to r   in d u cta n ce   v ar iat io n   ( +1 0   %)   Fig u r 1 0 .   Si m u latio n   r es u lt s   f o r   r ef er en ce   tr ac k in g   u s i n g   P I ,   R ST   an d   NN  r eg u lat o r s   w it h   m u t u al  in d u cta n ce   v ar iat io n   ( - 1 0   %)       5.   C O N C L U SIO N   T h is   p ap er   p r esen ted   W E C b ased   o n   DFI G.   T h s tu d ied   d ev ice  is   co m p o s ed   o f   DFI w it h   t h e   r o to r   c o n n ec ted   to   th g r id   v i co n v er ter .   T h FOC   o f   DFI h as  b ee n   p r esen ted   to   r eg u late  t h ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er s   o f   t h m ac h i n e.   T h r eg u lat io n   is   m ad with   P I ,   R ST   r eg u lato r s   a n d   w i th   n e u r al  n et w o r k s .   T h a r ch itectu r o f   t h n eu r al   n et w o r k   co r r ec to r   r etain ed   is   1 - 3 - 1 .   I en ab led   u s   to   i m p r o v th d y n a m ic  an d   s tatic  p er f o r m a n ce s   o f   t h DFI G.   T h r ee   d if f er en co n tr o ller s   ar an al y ze d   an d   co m p ar ed .   I n   th ca s o f   p o w er   r ef er en ce   tr ac k in g ,   t h p er f o r m an ce s   o f   th e   t h r ee   co n tr o ller s   ar al m o s t   s i m ilar   b u w it h   a   f aster   r esp o n s ti m e   f o r   th r eg u lato r   n e u r al  n et w o r k .   A   r o b u s t n ess   te s h as a ls o   b ee n   in v es tig a ted   w h er th m a ch in e s   p ar a m eter s   h av b ee n   m o d i f ied ,   th i m p ac o n   th ac tiv an d   r ea ctiv p o w er s   v a lu e s   is   i m p o r tan t   f o r   PI  co n tr o ller   w h er ea s   it i s   al m o s t n e g li g ib le   f o r   NN  r eg u lato r s .       RE F E R E NC E S   [1 ]     T .   A c k e r m a n n   a n d   L . S ö d e r,   " An   o v e rv ie w   o w in d   e n e rg y - sta t u 2 0 0 2 , "   Ren e wa b le  a n d   S u st a in a b le  E n e rg y   Rev iews ,   v o l.   6 ,   p p .   6 7 - 1 2 8 ,   2 0 0 2 .     [2 ]     B.   Be lab b a s   e a l. ,   " H y b rid   F u z z y   S li d in g   M o d e   Co n tro o f   a   D F IG   In teg r a ted   in to   th e   Ne tw o rk , "   In ter n a ti o n a J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m ( I J PE DS ,   v o l.   3 ,   p p .   3 5 1 - 3 6 4   ,   De c e m b e 2 0 1 3 .     0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -20 -15 -10 -5 0 5 x  10 5 T i m e   ( s ) Activ e  p owe r (W)     0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -1 -0.5 0 0.5 1 x  10 6 T i m e   ( s )  Rea ctiv e po wer  (va r)     P s re f P s (PI) P s (NN) P s (RST) Q s  re f Q s (PI) Q s (NN) Q S (RST) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -15 -10 -5 0 5 x  10 5 Tim e  (s)  Acti ve p owe r (W)     0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -6 -4 -2 0 2 x  10 5 Tim e  (s) Rea ctiv e po wer  (va r)     Q s re f Q s (PI) Q s (RST) Q s (NN) P s re f P s (PI) P s (RST) P S (NN) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 x  10 6 Tim e  (s) Activ e po wer  (W)     0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -1 -0.5 0 0.5 1 x  10 6 Tim e  (s) Rea ctiv e po wer  (va r)     Q s  re f Q s (PI) Q s (RST) Q s (NN) P s re f P s (PI) P s (RST) P s (NN) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 x  10 6 Tim e  (s) Activ e po wer  (W)     0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -1 -0.5 0 0.5 1 x  10 6 Tim e  (s) Rea ctiv e po wer  (va r)     Q s  re f Q s (PI) Q s (RST) Q s (NN) P s re f P s (PI) P s (RST) P s (NN) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   571     578   578   [3 ]     B.   Ho p f e n sp e rg e e a l. ,   " S tato r - flu x - o rien ted   c o n tr o o f   a   d o u b ly - f e d   in d u c ti o n   m a c h in e   w it h   a n d   w it h o u p o siti o n   e n c o d e r, "   Pro c e e d in g s: E lec tric  Po we r A p p li c a ti o n s ,   v o l.   1 4 7 ,   p p .   2 4 1 - 2 5 0 ,   Ju ly   2 0 0 0 .     [4 ]     N.  Zerz o u ri  a n d   H.  L a b a r,   " A c ti v e   a n d   Re a c ti v e   P o w e Co n tro o f   a   Do u b ly   F e d   In d u c ti o n , "   In ter n a ti o n a J o u r n a o Po we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m,  v o l.   5 ,   p p .   2 4 4 - 2 5 1 ,   Oc to b e 2 0 1 4 .     [5 ]     F .   P o it iers   e a l. ,   " Co n tro o f   a   d o u b ly - f e d   in d u c ti o n   g e n e ra to f o w in d   e n e rg y   c o n v e rsio n   sy ste m s,"   IEE T ra n s   . Ren e wa b le  En e rg y ,   v o l .   3 ,   p p .   3 7 3 - 3 7 8 ,   De c e m b e 2 0 0 1 .     [6 ]     B.   Ha m a n e   e a l. ,   " Dire c t   a c ti v e   a n d   re a c ti v e   p o we c o n tro o f   DFIG   b a s e d   W ECS   u sin g   P a n d   slid i n g   m o d e   c o n tro ll e rs,"   IECON  Pro c e e d in g s ( In d u stria l   El e c tro n ics   Co n fer e n c e ),   n o .   7 0 4 8 7 8 4 ,   p p .   2 0 5 0 - 2 0 5 5 ,   2 0 1 4 .     [7 ]     K.  V isw a n a d h a   S   M u rt h y   e a l. ,   " A   P e rf o r m a n c e   Co m p a riso n   o f   DFIG   u sin g   P o w e T r a n sf e r, "   In ter n a ti o n a J o u rn a l   o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m,  v o l.   5 ,   p p .   1 7 6 - 1 8 4 ,   Oc t o b e 2 0 1 4 .     [8 ]     A .   G ian n a k is  e a l. ,   " A   c o m b in e d   c o n t ro l   stra teg y   o f   a   DFIG   b a se d   o n   a   se n so r les s   p o w e c o n tr o t h ro u g h , "   Ren e wa b le E n e rg y ,   p p .   3 0 0 5 2 - 1 ,   2 0 1 8 .     [9 ]     A .   M ish ra   a n d   P .   Ch o u d h a ry ,   " A r ti f icia Ne u ra Ne t w o rk   Ba s e d   Co n tro ll e f o S p e e d   Co n tr o l, "   In ter n a ti o n a J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ( IJ PE DS ),   v o l.   2 ,   p p .   4 0 2 - 4 0 8 ,   De c e m b e 2 0 1 2 .     [1 0   S .   L a rib e a l. ,   " I m p e d a n c e   m o d e f o d iag n o sis  o w a ter   m a n a g e m e n in   f u e lce ll   su sin g   a rti c ial  n e u ra n e tw o rk s   m e th o d o lo g y , "   in ter n a ti o n a l   jo u r n a o h y d ro g e n   e n e rg ,   v o l.   4 1 ,   p p .   1 7 0 9 3 - 1 7 1 0 1 ,   2 0 1 6 .     [1 1   F .   P o it iers   e a l. ,   " A d v a n c e d   c o n tr o o f   a   d o u b ly - fe d   in d u c ti o n   g e n e ra to f o w in d , "   El e c tric  Po we S y ste ms   Res e a rc h ,   v o l.   7 9 ,   p .   1 0 8 5 1 0 9 6 ,   2 0 0 9 .     [1 2   N.  Bo u c h i b a   e a l. ,   " Im p le m e n tatio n   a n d   c o m p a ra ti v e   stu d y   o f   c o n tro stra teg ies   f o a n   iso late d   DFI G   b a s e d   W ECS , "   T h e   e u ro p e a n   p h sic a j o u r n a l   p l u s ,   p p .   1 3 2 - 4 1 5 ,   2 0 1 7 .     [1 3   B.   El n a g h e a l. ,   " A d a p tatio n   o f   P c o n tr o ll e u se d   w it h   c o m b in a ti o n   o f   p e rtu r b a ti o n a n d   o b se rv a ti o n   m e th o d   a n d   f e e d b a c k   m e th o d   f o DFIG , "   El e c trica En g i n e e rin g ,   p p .   0 5 6 5 - 8 ,   2 0 1 7 .     [1 4   B.   HA M A NE  e a l. ,   " Co m p a ra ti v e   S tu d y   o f   P I ,   RS T ,   S li d i n g   M o d e   a n d   F u z z y   S u p e rv iso ry   Co n tro ll e rs  f o DFIG   b a se d   W in d   En e rg y   Co n v e rsio n   S y st e m , "   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o Ren e wa b le  E n e rg y   Res e a rc h ,   v o l.   5 ,   p p .   1 1 7 4 - 1 1 8 4 ,   2 0 1 5 .     [1 5   T .   A ra n tx a   Tap ia  e a l. ,   " M o d e li n g   a n d   c o n tr o o f   a   w in d   tu rb i n e   d riv e n   d o u b ly   f e d   in d u c ti o n   g e n e ra to r, "   IEE T ra n s.  o n   En e rg y   C o n v e rs io n ,   v o l .   1 8 ,   p p .   1 9 4 - 2 0 4 ,   Ju n e   2 0 0 3 .     [1 6   Z.   Bo u d jem a   e a l. ,   " A   n o v e d i re c to rq u e   c o n tro l   u si n g   se c o n d   o rd e c o n ti n u o u s   slid i n g   m o d e   o f   a d o u b ly   fe d   in d u c ti o n   g e n e ra to f o a   w in d   e n e rg y   c o n v e rsio n   s y ste m , "   T u rk is h   J o u rn a o El e c trica En g in e e ri n g   &   Co mp u ter   S c ien c e s,  v o l.   2 5 ,   p .   9 6 5     9 7 5 ,   2 0 1 7 .     [1 7   M .   A ll a m   e a l. ,   " A   c o m p a ra ti v e   stu d y   b e tw e e n   f ield   o rien ted   c o n t ro a n d   sl i d in g   m o d e   c o n tro l   f o d f ig   in teg ra ted   in   w in d   e n e rg y   s y st e m , "   J o u rn a o El e c trica En g in e e rin g ,   v o l .   1 5 ,   p p .   2 0 5 - 2 1 3 ,   2 0 1 5 .     [1 8   S .   Drid   e a l. ,   " T h e   Do u b ly   F e d   In d u c ti o n   M a c h i n e   M o d e li n g   In   T h e   S e p a ra te  Re f e re n c e   F ra m e s,"   J o u rn a o f   El e c trica En g in e e rin g ,   v o l .   4 ,   p p .   1 1 - 1 6 ,   2 0 0 4 .     [1 9   J.  J.  F ra n ç o is ,   " L e s Ré s e a u x   d e   Ne u ro n e s :  P rin c i p e s et A p p li c a ti o n , "   He rm è s S c ien c e s P u b li c a t,   se p t   1 9 9 4 . .     [2 0   S o n g ,   Yo n g - Hu a   a n d   Jo h n A ll a n   T ,   " A p p li c a ti o n   o f   f u z z y   lo g ic  in   p o w e s y ste m s.  P a rt  2 .   Co m p a riso n   a n d   in teg ra ti o n   w it h   e x p e rt  sy ste m s,  n e u ra n e tw o rk a n d   g e n e ti c   a lg o rit h m s,"   Po we En g i n e e rin g   J o u r n a l,   v o l.   1 2 ,   p p .   185 - 1 9 0 ,   A u g u st 1 9 9 8 .     [2 1   W .   Qia o   e a l. ,   " De si g n   o f   o p ti m a P c o n tro ll e rs  f o d o u b ly   f e d   i n d u c t io n   g e n e ra to rs  d riv e n   b y   w i n d   tu r b i n e u sin g   p a rti c le  s w a r m   o p ti m iza ti o n , "   IE EE   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Ne u ra Ne two rk -   Co n fer e n c e   P ro c e e d in g s,  p p .   1 9 8 2 - 1 9 8 7 ,   2 0 0 6 .     [2 2   J.  M o ,   " T h e   L e v e n b e rg - M a rq u a rd A lg o rit h m I m p le m e n tatio n   a n d   T h e o ry , "   Nu me ric a An a lys is,   e d . G.  A.   W a tso n ,   L e c tu re   No tes   in   M a th e ma ti c 6 3 0 , S p rin g e r V e rla g ,   p p .   1 0 5 - 1 1 6 . ,   1 9 7 7 .     [2 3   M . T .   Ha g a n   a n d   M .   M e n h a j,   " T r a in in g   f e e d f o r w a rd   n e tw o rk w it h   th e   M a rq u a r d a lg o r it h m , "   IEE T ra n s ,   Ne u ra l   Ne two rk s,  v o l.   5 ,   p p .   9 8 9 - 9 9 3 ,   1 9 9 4 .         AP P E NDI X   T ab le  1 .   P ar am eter s   o f   D FIM   S y mb o l   V a l u e   R a t e d   P o w e r   P N   1 . 5   M W   S t a t o r   r e si st a n c e   R s   0 . 0 1 2       R o t o r   r e si st a n c e   R r   0 . 0 2 1       S t a t o r   i n d u c t a n c e   L s   0 . 0 1 3 7   H   R o t o r   i n d u c t a n c e   L r   0 . 0 1 3 6   H   M u t u a l   i n d u c t a n c e   L m 0   0 . 0 1 3 5   H   T h e   f r i c t i o n   c o e f f i c i e n t   f r   0 . 0 0 2 4   N . m . s1   S l i p   g   0 . 0 3   P o l e   P a i r s p   2     T ab le  2 .   P ar am eter s   o f   T u r b in e   S y mb o l   V a l u e   R a d i u s o f   t h e   w i n d   t u r b i n e   R   3 5 . 2 5   m   G e a r   b o x   G   90   i n e r t i a   J   1 0 0 0   k g . m ²   S u r f a c e   sw e p t   b y   r o t o r   S   π    R ² m   ²   A i r   d e n si t y       1 . 2 2   k g /   3     T ab le  3 .   P ar am eter s   o f   Feed   S y mb o l   V a l u e   S t a t o r   r a t e d   v o l t a g e   Vs  R a t e d   3 9 8 / 6 9 0 V   F r e q u e n c y   st a t o r   f   5 0   H z   R o t o r   r a t e d   v o l t a g e   Vr   2 2 5 / 3 8 9   V   R a t e d   f r e q u e n c y   st a t o r   f 2   1 4   H z       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.