Internati o nal  Journal of P o wer Elect roni cs an d  Drive  S y ste m  (I JPE D S)  Vol .   7 ,  No . 2,  J une   2 0 1 6 ,  pp . 48 1~ 49 7   I S SN : 208 8-8 6 9 4           4 81     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJPEDS  Low Voltage Ride-through for Do ubly Fed Induction Generator  Using B a tt ery-St orage System       D. V. N.  An an t h *,  G. V.  N a ge sh Ku mar * *   * Electr i cal  Engineering  Depar t ment, VITAM Co llege of  Engineer ing,  Visak a patnam, India  ** Electr i cal D e partment, GITA M UNI VERSITY,  Visaka pa t n am,  Indi a      Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received Dec 11, 2015  Rev i sed   Mar  31 , 20 15  Accepted Apr 10, 2016      In this paper ,  en hanced f i eld oriented  con t rol tech nique (EFOC) was adopted   in Rotor Side  Control (RSC) of DFIG converter for improv ed response  during severe faults. Th e work is  intende d to dam p  pulsations in  ele c trom agnet i c  torque, im prove  voltage m itig ati on and lim it surge currents   and to enhance the operation of  DFIG  during v o ltag e  sags. The converter   topolog y  uses a batter y   energ y  storage  s y stem with capacitor stor age s y stem   to further  enhan ce oper a tion of  DFIG  during faults. Th e batter y   and capacito r   s y stem  in  coord i nation  provid e   addition a l  real  and reactiv e pow er support  during faults an d nearly  constan t  voltag e  profile  at stator and ro tor terminals   and lim it ov ercu rrents .  F o r EF O C  techn i que, rotor flux ref e ren c e changes  its   value from s y nchronous speed to  zero dur ing fau l t for injecting  cu rrent at th e  rotor slip frequ ency . In  this  pro cess DC-Offset component of flux is  controlled, decomposition d u ring ove rvo l tage f a ults .  The offset  decom position of flux will be oscill ator y in a co nvention a l FOC, whereas in   EFOC it will dam p  quickl y . A com p arison is m a de with proposed  methodolog y  with batter y   en erg y  sto r ag e s y stem and  a  conven tio nal s y stem.  Later the s y stem performance  with unde r voltage of 50% th e r a ted vo ltag e   with fault at P CC during 0.8  to 1.2  seconds is analy s ed usin g simulation   studies. Keyword:  DFI G   Fi el d o r i e nt e d   cont rol   Low   v o ltag e  f a u lt r i d e  th rough  Vo ltag e  m i t i g a tio n   Vo ltag e  sag   Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d .  Co rresp ond i ng  Autho r :  G. V. Na gesh  Kum a r,   Depa rtem ent of Electrical a n d  El ect ro ni cs E n gi nee r i n g,   GIT A M   Uni v e r si t y , Vi sa kapa t n am , Indi a.   Em a il: d r gv nk1 4@g m ai l.co m       1.   INTRODUCTION  The  d o u b l y  fe d i n d u ct i o n  ge nerat o r  ( D F I G )  i s   ha v i ng   b e tter preferen ce  d u e  to its sm a ll size wit h   h i gh er MVA  ratin g s  av ailab l e in  th e m a r k et, lo w pow er ratin g s   o f  conver t er s, v a r i ab le g e n e r a t o r   sp eed  and  constant fre quency ope ration, robust four  qua drant  react ive powe r control and  m u ch better performance   d u ring  th e low vo ltag e  ri de th roug h   (LVRT). Ho wever, DFIG is sen s itiv e to  ex t e rn al d i st u r b a n ces lik e  vol t a ge s w el l  and sa g. I f  gri d  vol t a ge  fal l s  or  ri ses sud d e n l y  due t o  any  rea s on , l a rge s u r g e curre nt s ent e r i n t o   th e ro t o r term i n als and  vo ltage in du ces sign ifican tly. Hen c e, th e ro to r si d e   co nv erter (RSC) will g e t d a mag e d  d u e  t o  ex ceed i n g   vo ltag e  or  th e curren t  ratin g. Ap art  from th is, th ere  will b e  hu g e  electro m a g n e tic to rq u e   pulsations a n d  increase i n   rot o r spee d  which m a y redu ce  g e ars  o f  th e  wind tu rb in e-g e n e rato r lifetim e.   The  status of research on  the   LVRT issu e  fo r  DFIG  for sy mmetrical an d  asymmetrica l  fau lts and   co m p ariso n   o f  d i fferen t  con t ro l strateg i es is g i v e n  in  [1 ]. Und e rstan d i ng  th e cap ab ilit y o f  RSC to  d e liv er  d e sired  reactive p o wer and   with stand i ng  cap a b ility d u ring  fa u lt in  [2 ].  In  t h is p a p e r, i f  th e stator and  ro tor  vol t a ge s are  dr op pe d t o  a ce rt ai n val u e  d u ri n g  fa ul t ,  t h e  DF IG t u r b i n e sy st em  got  sy nc hr oni ze d q u i c kl y  aft e r   faul t  cl eared a nd i s  m a de t o  ope rat e  as i n  p r e- faul t  st at e. The pa pe r ai m e d i n  sm oot he ni n g  o f  el ect ro m a gnet i c   t o r que  (EM T ),  an d t o  c ont r o l  t h e  react i v e  p o we r t o   gri d   d u ri ng  fa ul t  t i m e . E nha nce d   re act i v e p o w er  s u p p o rt   [3] ,  c o nt r o l l i ng  DC  l i n k c u r r ent   of  R S C  t o  sm oot he n  D C  v o l t a ge  fl uc t u at i ons  d u e t o   gri d  fa ul t s   b y  usi n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -86 94  I J PED S  Vo l. 7,  No .  2,  Ju ne 20 16   :   481  –  4 97  48 2 st ore d  Ki net i c  Ener gy  [4]  are  t echni q u es us ed t o  im pr ov e D F IG  op er ation  du r i ng  LV R T . I n  th ese  p a per s  an  ad d ition a l reactiv e p o wer su pp ort can  enh a nce p e rform a n ce o f  DFIG syste m  d u r ing  sudd en  fau lt issu es. Also   crowbar as  pa ssive and RSC  strategy as ac tive com p ensa tion for LVRT  reactive  powe r  com p ensation [5],  FFTC schem e  with PIR  [6] a nd  PI [7]  with   sy mm e t rical a n d  asymm e tric al fau lts for imp r ov ing  un in terru p t ed   P, Q su p p l y  fr om  W T  t o  gri d  an d en hance m ent  based o n  fl ux t r a j ect o r y  [8] ,. I n  t h ese pape rs aut h o r s  cl aim   t h at , i n st ea d  o f   usi n g a  co n v ent i o nal   PI c ont rol l e r,  P I  +  R e so nant  co n t rol l e r ca n  pe r f o r m  bet t e r d u ri ng   asy m m e trical  fau lts fo r DFIG system . Fe w in tellig en t co n t ro l techn i qu es lik e  Gen e t i c Alg o rith m  [9 ] and  bacterial searc h  etc were  use d  in control strategi es f o r i m pr o v i n g t h e pe rf orm a nce du ri ng L V R T  a n d  can   im pro v e  vol t a ge a n d  cu rre nt  l e vel s   du ri n g   faul t  a n d  m a kes sy st em   m o r e  sust ai na bl e  d u ri ng  an d a f t e r  fa ul t .   So m e  ex tern al  p a ssiv e  elemen ts and  active so urces are  u s ed  in  coo r d i n a tio n   for im p r ov ing  stab ility an d   t h ere b y  pr o v i d i ng a  bet t e r L V R T  o p erat i o n o f  D F I G  d u r i ng sy m m e t r i c al  and asy m met r i cal  faul t s .  Am ong   external de vices whic h we re c o nnected  i n  co or di nat i o n  wi t h  D F I G  sy st em  t o  en hance sy s t em  LVR T  beh a vi o r   du ri n g  se vere  f a ul t s  i s  Si ngl e  pha se cr ow ba r  [1 1] , S upe r-ca p aci t o r e n er gy   st ora g e sy st em  [1 2] , Fa ul t  C u rre nt   Lim i t e r (FC L )  [1 3] , S u p e rc o n d u ct i n g FC L  wi t h  M a g n et i c  Ener gy  st o r a g e devi ces  [ 14]  were  use d  rec e nt l y .  There f ore t o  c ont rol  o v e r  cu r r ent  d u r i n g sev e re fa ul t s , co n v ent i o nal  cr o w bar ci rc ui t  i s  avoi ded  w h i c h  di sabl e   D F IG  to  pro v i d e  r eactiv e pow er  su ppo r t  thr o w i ng  th e gr id  into m o re critical sta t e.  From these papers , active   energy storage  devices a r e much  help ful for rapi d real and reactive powe r  com p ensation for stator a n d rotor  termin als with   i m p r ov ed stab i lity d u r ing  symmetrical o r  asy mme trical fau lts.      A co nve nt i o na l  vect or c ont r o l  t echni ques  i n  R S C  does  not  p r ovi de l o w m a gni t ude  rot o r o v e r   cu rr en ts. Th ey  m a y tr ig g e r  cr ow bar ,  pu sh ing   w i nd  system to   d e m a n d  r e activ e pow er .  W i t h  Enh a n c ed  Fl ux  Ori e nt ed C ont rol   (EF O C )  be t t e r red u ct i o n  i n  r o t o r  ove r c u r r ent s  can  be  m a de possi bl e by  c o n s i d eri n g  t h e   effect  of  direct  axis  stator fl ux  ф   align e d wit h  ro tatin g stator flux . Th e B E SS is  u s ed   fo r co n t ro lling   po wer   fl uct u at i o ns i n  t h e  wi n d   gen e rat i o n  sy st em  [1 5 - 1 8 ] ,   vol t a ge a n d  f r eq ue ncy  fl uct u at i o ns  wi t h   red u ce d  noi se   an d   v i bration   with  BESS fo r iso l ated  asyn ch ron o u s   g e n e rato rs  is u s ed   in   [19 ,  2 0 ] . A BESS  b a sed  on   m u lti- lev e l PW M  inv e r t er for  co n t in uo us an d imp r ov ed state of  ch arg i ng  is pr opo sed in [21,  2 2 ] .   I n  [22 ] , PSO  base d M I WP   m odel  i s  pr o p o se d t o  m i ti gat e  o u t p ut   po we r fl uct u at i o ns  i n   wi n d   farm . The e q ui val e nt  ci rcui t   for lith iu m  io n   b a sed  BESS is  an alysed  an d  ex p e rim e n t all y  v e rified  in [23 ] .    As fa r as the  stora g e technique is c o ncerned, BE SS is ch o s en   for its co st effectivene ss where a s   Su per M a gnet i c Ener gy  St o r a g e sy st em   i s  consi d e r abl y  co st  and  fl y  wheel   [2 4] , [ 25]  t a ke s  l a rge t i m e const a nt   to  prov id e  d yna m i c su p p o r t t o  ov erall wind   tu rb in e sy stem  [9] .  ST ATC O M  with EF OC technique is  us ed for  di ffe re nt  fa ul t s  [2 6]  f o r t h e e nha ncem ent  i n  t h e pe rf orm a nce  of DFIG. Real  and  reactiv e po wer co ntro l is  pr o pose d  i n  [ 27]  f o r D F I G  as pe r g r i d   r e qui rem e nt . The  per f o r m a nce of  DF I G  wi nd  ene r gy  c o n v ersi on   sy st em  i s  com p are d   wi t h   PI,   AN N a n d  hy br i d  PI  a n d  A N N  i n   [2 8] .  A  hy b r i d  P I  a n d  AN N c ont rol l e r  f o r D F I G   i s  exam i n ed i n  [2 8]  t o  rapi dl y  changi ng  gri d  v o l t a ge co n d i t i ons. The a u t h o r s f o un d t h a t , act i v e and re act i v e  po we rs a r e  ha vi n g  s u r g es  an d al s o  r o t o r a n d st at o r   pa r a m e ter s  go t  d i sturb e d m u ch   wit h  PI and t h eir e ffects  are l o w wi t h   A N N .  H o weve r  whe n   usi n g  bo t h  PI a n d  ANN, the  effects s a id abov e got  minimized and hence   th e au tho r s in [1 9 ]  con c lude th at h y b r id   is b e tter co n t ro l wh en  grid   v o ltag e  co nd it io n s  are  h i gh . Also  i nde pen d e n t  cont rol  o f  act i v e and react i v e  po we r exam i n ed i n  t h i s  pape r and  fo u nd t h at  fuzzy  cont r o l l e r i s   bet t e r t h a n  co nve nt i o nal  P I   cont rol l e r  [ 29] . T h e a u t h ors   com p ared t h e  per f o r m a nce o f   DFI G   d u ri ng  t h re e   pha se t o   gr ou n d  w h e n  co nt r o l l e d usi n g P I  a nd  fu zzy . It  i s  fo un d t h at  wi t h  f u zzy , st at o r  an d r o t o r v o l t age,  cu rren t and  power wav e forms are b e tter an d h a v e  b e tter  stab ility  th an  a con v e n tion a l PI co n t ro ller. Th e fu zzy  cont roller is  having  faster c ont rol action  and accurate   perform a nce due to faste r  c h anging  disturbance s .  Pre d i c t i v e di re ct  powe r  co nt r o l  t echni que i s  appl i e d t o   D F IG sy st em  i n  [3 0]  t o  have  qui c k er a nd  ro bus t   per f o r m a nce t o   m a i n t a i n  cons t a nt  DC  l i nk v o l t a ge wi t h  l e s s er ha rm oni c cur r ent  a nd f o r ope rat i o n d u ri ng s u b   sy nch r o n o u s  and s upe r- sy nc hr o n o u s spee d  oper a t i o n .  Dr oo pi n g  cha r act eri s t i c s of DF I G  i s  st udi ed i n  [3 1]   and found t h at  DFIG  output  powe r is c o ntrolled according t o   varying  wind spee d.  Th e p r esen t p a p e r d e scrib e s  ho w  (LVRT)  b e h a v i o r   is  ach iev e d withou t sacrificin g d y n a mic stab ilit y   of  D F I G  sy st e m  usi ng a n  a d vance d   co nt r o l  t echni q u e E n hance d   Fl u x   O r i e nt ed  C o nt r o l  (EF O C )   wi t h  ai d  of   effective e n ergy storage syste m  connect e d  t h ro u gh  bi di rect i onal  s w i t c hes t o   th e  d c  lin k. Th is supp orts voltag e   at  dc l i n k a n d i m pro v es  d y n am i c  st abi l i t y  du ri n g  sy m m e t r i cal  gri d   di st ur ba nces.   Thi s   pap e r  de scri be s   co m p ariso n   b e tween   with ou t  BESS and  wi th  BESS to   the DC lin k  durin g  symmetric al an d  asymmetrical  vol t a ge  di st u r bance s  at  gri d . It  al so ex pl ai ns h o w ef fi ci ent l y  a rot o r  cur r ent  ca n be  cont r o l l e d wi t h  fl u x   orie nted m echanism .    In t h e sect i o n 2 desc ri bes t h e  desi gn  of R S C  for EF OC .  Sect i on 3  gi ve s  m odel l i ng u n d er t r a n si ent   co nd itio ns was exp l ain e d   with  symmetrical  fau lts an d d e sig n   o f  EFOC  for th e  LVR T  issu e is  d e scrib e d .   Fu rt h e r  sectio ns 4   d e scri b e  the si m u latio n  resu lts wh en a fau lt o c cu rs at PCC with  50 %  d ecrease in  th e rat e d  voltage . T h e  efficacy of the  proposed m e thod is teste d  in t h e M A TL AB  envi ronm ent and the  conclus i on  are   gi ve n i n  sect i o n  5  fol l o we d  b y  appe n d i x  a n d  refe re nces.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN :  208 8-8 6 9 4     Low  V o l t a ge R i de-t hr o u g h  f o r  D o u b l y  Fe d  In duct i o n  Ge ner a t o r  Usi n g  B a t t e ry- …   ( G .V . Nages h   K u mar )   48 3 2.   DESIG N   OF  ROTO R  SID E  CO NVE RT ER C O NT RO L FOR  EFO C   R S C  cont r o l l e r  hel p s i n  i m pr ovi ng  react i v e  po wer  dem a nd at  gri s  a n d t o  ext r act  m a xim u m  powe r   fr om   t h e  m achi n e by  m a ki ng t h e r o t o r t o   ru n  at  opt im al   speed. T h e optim a l  spee d of  th e  roto r is d ecid e d  fro m   machine real powe r and rotor s p ee d cha r acteristic cu rves from  MPP T  algorithm .   The stator act ive a nd  reactiv e  po wer con t ro l  is po ssib l e wit h  t h e R S C con t ro ller st rateg y   th ro ugh   i   an d  i   com p onents   co n t ro lling  resp ectiv ely. Th e  ro t o r  vo ltag e  i n  a station a ry  referen ce fram e  [11 ]  and   further an alysis from  o u r   pape r [2 6]   i s  gi ven   by     V V  R i σ L di dt j ω i   (1a )     with   σ 1   and    ω  is th e  ro t o r  sp eed ,   i  is th e  ro tor curren t i n  a statio n a ry fra m e   of  refe rence, Ls, Lr and  Lm  are stator,  the   ro t o r and  m u tu al in du ctan ce param e ters in  Hen r y  o r  in   pu    V  L L d dt j ω Φ   (1 b)     is th e  v o ltag e  in du ced  in th e stato r  fl u x  wit h       Φ L i L i   (2 )     Φ L i L i   (3 )     The d an d q a x i s  rot o r  vol t a ge  equat i o ns ( 1 a,  1b) , ( 2 ) an d ( 3 ) i n  t h e sy nch r on o u s r o t a t i ng  refe rence f r am e are  gi ve n by     V  d Φ  dt ω ω Φ  R i    (4 )     V  d Φ  dt ω ω Φ  R i    (5 )     The stator a n d  rot o r t w o axis  fluxes  are     Φ  L  L i  L i    (6 )     Φ  L  L i  L i    (7 )     Φ  L  L i  L i    (8 )     Φ  L  L i  L i    (9 )     whe r e,   L L  L ,L L  L , ω ω ω    By sub s titu ting   (6),  (7 ), (8 ),  (9 ) in   (4),  (5 ) and   b y  rearrang ing  th e term s, then    V   R dL ′ dt i  s ω L ′ i  L L V    (1 0)     V   R dL ′ dt i  s ω L ′ i  L L V  ωΦ    (1 1)     Whe r e  ω  is  ro t o r sp eed ,   ω Φ  i s  spe e d  of  st at or  fl u x ,  ω  i s  sy nc hr o n o u s s p ee d.    The M A TL AB /  SIM U LI N K  base d o n  t h e cont rol  ci rc ui t  of R S C  fo r en ha nci n g pe rf orm a nce f o r L V R T  i ssues   are sh ow n i n  F i gu re 1a, G S C  con v e r t e r i n  Fi gu re 1 b . T h e ri ght  si de co r n er  subsy s t e m  2 is a sub-ci rcui t  of t h e   co n t ro ller  fo r  EFOC is shown  later i n  Fi g u re 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -86 94  I J PED S  Vo l. 7,  No .  2,  Ju ne 20 16   :   481  –  4 97  48 4     (a)     Fi gu re  1a.  The   R S C  co nt r o l l e r wi t h   EF OC  t echni que  de si g n  f o r  Gri d  c o nne ct ed D F I G   wi t h   E   V  λ  ω andE  V        (b )     Fi gu re  1 b .  Gri d  si de c ont r o l l er f o r  DFI G       Th e ab ov e eq uatio n s   1 0  and   1 1  can   b e  rewritten  in  term s o f  d e cou p l ed  p a ram e ters an d  are d e si g n ed   for RSC  co n t ro ller  as in equ a tio ns  1 2  an d 13 .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN :  208 8-8 6 9 4     Low  V o l t a ge R i de-t hr o u g h  f o r  D o u b l y  Fe d  In duct i o n  Ge ner a t o r  Usi n g  B a t t e ry- …   ( G .V . Nages h   K u mar )   48 5 σ V  σ L dI  dt ω Φ  L L V  R I  ω Φ    (1 2)     σ V  σ L dI  dt ω Φ  L L R I  ω Φ    (1 3)     In g e n e ral th e ro tor sp eed   ω  i s  and th e syn c h r on ou s sp eed of   stato r  is  ω .Bu t  th is syn c hr ono us  fre que ncy  ha s t o  be c h a nge d f r om   ω  t o  a ne w  sy nch r o n o u s  s p eed  val u e a s  descri bed i n  fl owc h a r t  i n  Fi g u re   3   ω ′  as it is  represen ted co mm o n l y b y   ω  .    Und e r i d eal co nd ition s ,  referen c e stat o r   d - ax is  flux  Φ ∗  is zero  and  q-a x i s  fl u x   Φ ∗  is eq u a l t o  the m a g n itud e   of stat o r  flux   Φ for  give n  back em f and rotor s p eed.    The GSC converter is shown in Figure 1b. t h e refe re nce re al powe r  is ext r acted from  lookup table  base d o n  wi n d  spee d. T h e  err o r i n  t h i s  r e fere nce t o  ac t u al  po wer i s   cont rol l e d  usi ng P I  c ont r o l l e r. T h e  di ffe re nce i n  s qua re o f  DC  r e fere nce v o l t a ge t o  act ual  D C  vol t a ge i s  cont rol l e d  usi n g  a t uned P I  co nt r o l l e r.   Th e  d i fferen c e in  th e abo v e  two   PI con t ro llers an d  m u ltip lied  with  stato r  d-ax is   cu rren t v ector to   g e t   refe rence  d- axi s  st at or c u r r en t .  Thi s  cu rre nt  and act ual  st at or  out put  c u r r e nt  i s  m a i n t a i n ed t o  ze ro  usi ng  PI   co n t ro ller. Usi n g   d e cou p ling v o ltag e  v ect o r  con t ro l  m e th od , referen c ed -ax i s d ecoup led  vo ltag e  will  b e   ex tracted. In  th e  sim ilar  way q - ax is d ecoup led  vo ltag e   vector is obtai ned. T h e d and q axis voltages are   con v e r t e d t o  3  p h ase  by  usi n g i n ver s e  par k ’s t r a n sf o r m a tion  an d  fu rt he r  gi ve n t o  P W M  t o  get   p u l s es  t o   t h e   gri d  si de  co n v e r t e r ci rc ui t .   The fl u x  de ri v a t i on t echni qu e hel p s i n  u n d e rst a n d i n g t h e ope rat i o n of D F IG  du ri n g  st eady  st at e an d   transient state. The accuracy of syst em  perform ance during steady state de pe nds on ac curacy of wi nd speed  m easurem ent   act i on o f   t h e  p i t c h angl e co n t rol l e r, m easur em ent  of st at o r  cur r e n t ,  v o l t a ge, fl ux a n d ot he r   im portant  pa ra meters. The   m o re accurate  these m easur e m ents, the m o re  can be   a  real power  e x t r acted  fr om   t h e DFI G  wi nd t u r b i n e  sy st em . The equat i o ns  14 t o   17   pl ay s  a  vi t a l  rol e  i n  u nde rs t a ndi n g  t h e  be havi or  of  DFIG  during stea dy state and  accuracy  of R S C control action  depe nd s on  control of  the d  a n d q  axis   vol t a ge s.       3.   MAT H EM AT ICAL  AN AL YSIS  OF R S C A N D  G S C C O NVE RTERS F O R THE GR ID   C O N N E C TED   D F IG DURIN G  TRA N SIEN T STA T E  3.1 Three  Phase Symmetric a l F a ults     Th e  stato r  vo ltag e   will reach   zero m a g n itu de du ri n g   sev e re th ree  p h a se’s symmetrical fau lt of  v e ry   l o w  i m pedanc e an d  st at or  fl ux   Φ  gets  re duc ed t o  ze ro m a gnitude. T h e  decay in  flux is  not as  ra pid a s  i n   voltage  and ca n  be explaine d  from  the flux decay theorem  a v ailable in  literature a n d furt her can be  expla i ned  as,  d e lay is  due to in ertial time lag   τ ef f ectin g th e  r o to r ind u c ed Electrom o t i v e  Fo r c e  (EMF)  V  . The  fl u x  du ri n g  fau l t   i s   gi ve n by     Φ Φ e / τ   (1 4)     and  Φ    is  negative ,  indicating its decay.  By substituting (14) in  (1b)       V   L L 1 τ j ω Φ e / τ  (1 5)     The a b ove  eq u a t i on i s  c o nve r t ed i n t o   a  rot o r refe re nce frame and  neglecting  τ     V   L L j ω Φ e  ω  (1 6)     By su b s titu ting  Φ ω e  ω in  (16 )     V   L L 1 s V  (1 7)     | V  | is p r op ortion a l  to  (1 -s)    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -86 94  I J PED S  Vo l. 7,  No .  2,  Ju ne 20 16   :   481  –  4 97  48 6 The c o nve rtin g  eq uation  ( 1 a)  i n to t h e  rot o r  re fere nce  fram e     V V  e  ω R i  σ L di dt   (1 8)     Th us  rot o r e q u i val e nt  ci rc ui t  deri ved  f r om  (16 )  i s  a s  s h o w n i n  Fi g u r e  2 [ 11] .           Fi gu re  2.  The  r o t o r e qui val e nt  ci rcui t       A considera b le decrease i n  pre-fa ult steady state voltage  V   to  certain   fau lt  v o ltag e   du ri n g  a th ree  pha se fa ul t  was expl ai n e d  i n  ab ove a n al y t i c s. Howe ve r, R S C  co n v e r t e r i s  desi g n e d t o  m eet   V  to   match V  for   rot o r  cu rre nt  c o nt r o l  a n d  t h e   des i gn  has  t o   be  m a de f o r  rat i n g   of   onl y   3 5 %  o f  st at or  ra t e d  vol t a ge . The  vol t a ge  di p  d u ri ng fa ul t  can be a d o p t e d  i ndep e n d e n t l y  or i n  co or d i nat i on  by  usi ng t w o   t echni q u es  i s  e xpl ai ne d  bel o w .   Du rin g  fa ult,  at first instant , Φ  do es no t f a l l  in stan tly ( 1 6)  as show n  i n  th e f l ux  an d v o ltage  traj ectories in   Fig u re  4 .  If the  m ach in e is ru nn ing  at  s upe r sy nc hr o n o u s  spee d wi t h  sl i p  (s )  near t o  - 0 . 2 p u ,   du ri n g   faul t ,   ro t o r s p ee d f u rt h e r i n c r eases  ba sed  on  t h e t e r m  (1-s) as  gi ve n  by  ( 1 6 ) .T he  abo v e s p ee d c h ange  i s   unc o n t r ol l a bl e  fo r a  ge nerat o r  ha vi n g   hi g h er  el ect ri cal  an d  mechanical ine r tia consta nt s.  In o r de r  t o   c o nt r o l  the r o to r c u rre nt c h an ge,   V  h a s  to  be in creased. Based   o n  th e  first  reason listed  abo v e , a vo l t ag e  V Φ has t o   be  in j ected  in  the feed  fo rward  p a t h  for imp r ov ing  th e  rotor dip t o  re ach to its nea r  steady state value.  C o n v ert i n g t h e  equat i o n  (1 6)  i n t o  a sy nc hr o n o u s  refe rence  fram e  and by   con s i d eri ng  di r ect  al i gnm ent   of  Φ    with   Φ w e  get ,     V Φ  L L ωΦ   (1 9)     The se co n d  t e chni que  f o r  vo l t a ge i n crea se  req u i r em ent  i n  a r o t o r i s ,   di p ca n  be c o m p en sat e d  by   replacing  s ω  with   ( ω Φ ω ) in cro s s co up ling  term s  s ω L ′ i   and  s ω L ′ i  resp ectively. Th e redu ctio n  i n   m a gni t ude a n d  fre que ncy  o f  f l ux Φ ,  an d  align m en t o f   flux   with  th e stator vo l t ag e witho u t  the rate o f  ch an ge  i n  fl ux  an gl e  θ Φ i ndi cat es DC   o f f s et  com pone nt   i n  fl ux .      d ф dt ω ф 0 ω   (2 0)     Here ,  ω i s  t h e s p eed  of  st at or  fl ux  d u r i n g fa ul t  an d  this  val u e  can  be m a de to zero as  offset.  The v o l t a ge i n ject i on c o m p o n ent s  ( 2 0, 2 1 )  and com p ens a t i ng com pon e n t s  as di scusse d ab ove a r e  est i m a t e d usi n g e n h a nce d   fl u x   ori e nt ed  co nt rol   (EF O C  sc h e m e  wh ose  fl o w  c h art  i s  s h o w n  i n  Fi g u re   3  and  t h e   det e rm i n ed val u es a r e i n c o rp o r at ed i n  t h e  R S C  co nt rol l e r  sh ow n i n  Fi gu re  1.     d Ѳ ф dt ω ф V β ф α V α ф β ф α ф β ω   (2 1)     Wh en   d y n a m i c  stab ility h a s to   b e  im p r o v e d ,  p r op osed  techn i qu e co n t ro ls  th e d e crease i n  stato r  and  ro t o r fl u x  m a g n itu d e  and  also d a m p s o s cillat i o n s  at th e  fau l t in stan ces. To   ach iev e   b e tter  p e rform a n ce du ri n g   t r ansi ent s , t h i s  paper  pr o pos es a st rat e gy  for st at or  fre qu ency  refe rence  t o  chan ge t o  zero o r  ot her  val u e   depe n d i n g t y p e  and  seve ri t y  of  di st u r ba nc e. The acc u r at e  m easurem ent  of st at o r  an d  rot o r  param e ters l i k e   fl u x , cu rre nt  h e l p s i n  achi e vi ng  bet t e r per f o rm ance duri n g  t r ansi ent s . T h e DC  off s et  st at or cu rre nt  re duct i o n  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN :  208 8-8 6 9 4     Low  V o l t a ge R i de-t hr o u g h  f o r  D o u b l y  Fe d  In duct i o n  Ge ner a t o r  Usi n g  B a t t e ry- …   ( G .V . Nages h   K u mar )   48 7 during tra n sients and m a king  the two a x is fl ux a n d volta ge  trajectories circular al so im prove s the efficacy of  t h e sy st em  perfo rm ance duri ng a n y  faul t s .  The eq uat i o ns  13 t o  1 8  hel p  i n  un derst a nd i ng D F I G  be h a vi o u r   during transient conditions and accur acy of  its working de pends  on m eas urem ent of rotor  c u rrent and flux  param e ters.    3. 2 E F O C  c o n t rol   techni q u e    The  EF OC  m e t h o d   of  i m provi ng  fi el d  fl ux   ori e nt e d  c ont rol  t e c hni q u e  hel p s  i n  i m provi n g  t h e   p e rform a n ce of th e R S C contro ller  o f  DFIG  d u ring   fau l t  con d ition s  is  d e scri b e d in   Fig u re  4 .  Th e  DCOC   obs er ver  d o es  t w o act i o ns t h e ch an ge i n   fl u x  va l u es  of  st at i onary  f r a m e stator refe rences  ( Φ α , Φ β )  for  t r acki n g ra di u s  of t r a j ect o r y   and  DC OC   fo r o ffset  c h an g e  i n  st at i onary  fl ux es ( Φ  α , Φ  β ) d u ri ng  fault   co nd itio ns and co n t ro llin g  the m  th e first ac tio n  h e lps in  no t lo sing  th e traj ectory fro m   a circle p o i n t ,  an d  to  reach its pre-fault state with   the sam e  radius and ce ntre  of the circ le a nd he nce im proving t h e sam e  rate of  flux  co m p en satio n  ev en   d u rin g   fau lt withou t lo sing  stab i lity. Th e secon d  action   h e lps in  con t ro lling  and  main tain in g  t o   n early zero  m a g n itud e   u s i n g th e  DCOC techn i qu e.  B a sed o n  ab o v e t w o act i o ns , i f  fo rm er on e i s  gr eater with change in  tr aject o r y  w h i c h ge neral l y   hap p e n s d u r i n g di st u r bance s  fr om  an ext e rn al  gri d ,  st at or s y nch r o n ous  fre que ncy  fl ux s p eed ( ω Φ ) cha n ges  to   syn c hr ono us gr id  fr equ e n c y flu x   ( ω )  ot her w i s e  ω Φ  ch ang e s to fau lt an gu lar freq u e n c y  v a l u e  an d is inj ected  to  RSC  v o ltag e  con t ro l loo p  as error co m p en sato r.    The  ge neral   fo rm  of s p eed  re gul at i o n i s   gi v e n  by     T J dω dt B ω  T   (2 2a)     T  J s B ω  T   ( 22b )    Whe r e  T iselectr omag netic to rq u e , J is m o m e n t  o f  i n ertia and  B is friction  co efficien t,  T  is   co nsid ered  t o   be d i sturb a n ce.  Mu ltip lyin g   b o th  sid e s with ω   ,  we  g e t th e equatio n  as    T ω   J s B ω  ω  T ω    (2 3)     C o n s id e r in g   ω  const a nt  a n d  c h ange  i n  s p eed   err o r  i s   ω   i s  c o n t rol   vari a b l e , t h e a b ove  e quat i on   becom e s.     P ∗  = ( K  s + K  )  ω  +  P   (2 4)     As pro d u c t of  to rq u e  an d   sp eed  is po wer,  we w ill b e  g e tting  stato r   referen ce power an d d i stu r b a n ce  po we r as s h ow n  bel o w.      P ∗ P  K  s K  ω    (2 5)     Whe r e,   K   J* ω  and K   B* ω    Fin a lly d i rect ax is referen ce  vo ltag e  can   b e   writte n  b y  u s ing   eq u a tion  (2 5)  and  fro m   Fig u re 4   is    V  ∗  ω   K   K  s  P  K  K  s   (2 6)     V  ∗ Q  K   K  s   (2 7)     V  ∗ K  i  ∗ i  k  i  ∗ i  dt ω L i   k V    (2 8)     V  ∗ K  i  ∗ i  k  i  ∗ i  dt ω L i  k V    (2 9)     i  ∗ K sqrt V  ∗ V  k  V  ∗ V  dt R  V    (3 0)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -86 94  I J PED S  Vo l. 7,  No .  2,  Ju ne 20 16   :   481  –  4 97  48 8 i  ∗ K sqrt V ∗ V k  V ∗ V dt   (3 1)     The r o tating d i rect and q u a d rature  refe renc e volta ges  of  rot o r are c o nverted into stationa ry abc   fram e  param e ters  by  u s i n g i nve rse  pa rks  t r ansf o r m a ti on.  Sl i p  f r eq ue ncy  i s  use d  t o   ge nerat e  si n u soi d al  and   cosi ne  pa ram e t e rs f o r i nve rs e par k s t r ans f orm a t i on. I n   g e neral ,   d u ri ng  faul t  a nd a f t e r fa ul t ,  t h e  D C  l i nk  voltage  across  the ca pacitor  at the  DFIG back-t o-back  con v e rter term in al falls and   rises, th e STATCOM   h e lp s i n  i m p r ov ing  th e  o p e ratio n  and  assist  in  reg a i n ing  its v o ltag e   v a lue resp ectiv ely  to  g e t read y fo r the  ope rat i o n d u ri ng  next  fa ul t .  Ho we ver ,  ST ATC O M  p r ovi des effi ci e n t  sup p o rt  t o  t h e gri d - g ene r at o r  sy st em   un de r se vere  f a ul t s  by   fast  a c t i on i n  co nt r o l l i ng  reac tiv e po wer  flow t o   g r i d   b y  m a i n tain ing  the DC lin k  v o ltag e  at th e  cap acito r termin al o f   DFIG  co nv erters  c o nstant pa rticularly duri ng t r ans i ent state. Hence it  h e lp s in  im p r ov ing  th e d y n a mic stab ilit y o f  th e  o v e rall syste m .       Un der s t ea dy  sta t e,   the  ro to r Sy nch r on iz in g   spee d   w i ll b e   Un der f a ul t    Condition s ,    Ro to r     S y nc hr o n i z in g St art Ca lcula t e   the   inst ant a ne o u s diffe re nc e   (V RY B s — R s I RY Bs )   Ap ply   Clark’s   tr an sfor matio n   to   ge t V αs , Vβ s I n tegr at e an d  o b t a in  Φ α s ,  Φ β s   Ca lc u l at e  R Φ s Φ α s 2 Φ β s 2   Ca lc u l at e DCOC=  Φ dc α s 2 Φ dc β s 2   R Φs    If   ω Φs ω s ω Φs ω f I n c o rpor at e  ω Φ s  and  Φ ds  in RSC  St o p Ca lcu l a t e       wi th   phase   loc k ed   lo o p   Flux   in αβ                          dq   tra n sf or m a tion   C a lculate  Φ ds   NO Yes   To   im p r o v e   flux   de c a y   and   m i tig a te   vol t a g e ,   cu r r e n t   du r i n g   faults      Fi gu re 3.   Sc he m e   of  e n hance d  fl u x  ori e nt e d  cont rol  w h ere,  DC OC = d c of fs et   com pone nt  of   fl u x ,   R Ф s= r a di us   o f  f l ux  t r aj ect or y          Fig u re  4 .  Th e  v o ltag e  and   curren t  with im p e d a n c e m u ltip l i catio n  are su b t racted  t o   g e t referen ce  v o ltag e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PED S    I S SN :  208 8-8 6 9 4     Low  V o l t a ge R i de-t hr o u g h  f o r  D o u b l y  Fe d  In duct i o n  Ge ner a t o r  Usi n g  B a t t e ry- …   ( G .V . Nages h   K u mar )   48 9 The stator three phase  volt a ges a n d current are  u s ed  as  in pu ts for ex tracting   a new  arb itrary   refe rence f r am e for RSC d u r ing  diffe re nt fa ult levels. Here  ‘z’ is the internal resistance  of the stator wi ndi ng.  Th e vo ltag e  and  curren t  with i m p e d a n ce mu ltip licatio n  ar e su b t racted  to g e t referen ce  v o ltag e  as shown  i n   Fig u re  4 .    Under  n o rm al co nd itio n s , th e d i fferen ce  will  b e  n e arly zero .   During   fau lt co nd itio ns, t h e  v o ltag e   decrease s  and  current inc r eas es, which  m a ke t h e di ff ere n c e  bet w ee n t h es e t w o pa ram e t e rs t o  t h e  pi ct ur e. N o w   the re fere nce  three  phase  vol t ages a r e c o nverted t o  stationary al pha ,  bet a  (V α s , V β s )   vo l t a ges u s i n g C l ark’ s   tran sform a t i o n .  Th is  vo ltag e   is in teg r ated  an d m a n i p u l ated  to g e t stator flux   Φ α s ,  Φ β s . The a n gle be twee n  these tw o flu x e s is flu x  an gle  refe rence  θ λ .  This angle is used to c o nve rt  Φ α s ,  Φ β s  to   Φ ds ,  Φ qs  and als o  the t w o  st at i onary  vol t a ges V α s , V β s  are also conv ert e d  to ro tatin g  v o ltag e s  V ds , V qs  usi n g  pa r k s t r ans f orm a t i on.  The  mag n itu d e   of  th ese two  vo ltag e s is V 2 . T h e re fere nce  v o l t a ge m a gni t ude  o f  st at or i s  V 1 . Du rin g  no rm al  co nd itio ns, V 1  and  V 2  a r e sa m e . B u t  d u ri n g   vol t a ge  di ps,  t h ere e x i s t s  a  di ffe re nce  bet w een  t h e t w o  vol t a ge s   V 1  and  V 2 .  During  fau lts, if  V 1  is greater t h an V 2 , R S C  i nne r c ont rol  l o op  an d s p ee d r e fere nce c h an g e s fr om   W λ s  to   W 1 s. else in a n othe r c a se,  with  V 2   greater t h an V 1 ,  the s p ee d  refe rence  va ries  fr om  W λ s  to 0 or   W 1 .  Und e r sev e re  fau lt, wh ere vo l t ag e d i p   will go   b e yon d th e  ratin g   o f  con v e rters, t h e  W λ s   will b e  zero .  Else it   will h a v e  certain  v a l u e sp ecifi ed   b y  fl o w ch art an d con t ro ller as sh own  in Fi g u re  3  and  Fi gu re 4.        4.   DESIGN OF PARAMETERS  FO R LIT H IUM ION B A TTERY  The ge neral  l a y out  of  DFI G   gri d  con n ect e d  sy st em  i s  shown i n  Fi gu re 5 a . The desi gn  of B E SS a n d   capaci t o r   sy st em   i s   sho w n  i n  Fi gu re 5 b   [ 2 3] .     T o   ac hi eve   a dc- b us vol t a g e   o f  70 0 V  t h r o ug h seri es  c o n n ect ed  cel l s  of  1 2   V,  t h e  bat t e ry  b a n k  s h oul d  have   (6 0 0 / 1 2) =   50   num ber  of  cel l s  i n  s e ri es.  Si n ce t h e st ora g e  capaci t y   o f  th is co m b inatio n  is 1 5 0  Ah  and  th e to tal a m p e re h o u r   requ ired  is (600  kW   · h / 6 0 0   V) = 10 00  Ah, th e  num ber o f  s u c h  set s  re qui re d  t o  be co n n ect ed i n  pa ral l e l  wo ul d  be ( 1 00 0 A h / 1 5 0  A h )  = 6.6 6   or  7 (se l ect ed).   Th us, t h e bat t e ry  ban k  co nsi s t s  of si x pa ral l e l - co nnect e d   sets of 50 series c o nnected  battery cells. Theve n in’s   m o d e l is u s ed  to  d e scri b e  th e en erg y  sto r age o f  th e b a ttery in  wh ich  th e p a rallel co m b i n atio n   o f  cap a citan ce  (Cb) and  resistance (R b) i n  se ries with i n ternal resi st ance ( R i n ) a nd a n  i d eal  vol t a ge  so u r ce o f   vol t a ge   70 0  V   are u s ed   for mo d e lling  th e  b a ttery in  wh ich   th e equ i v a le n t  cap acitan ce Cb is g i v e n  as [23 ] . Th e  v a lu e  o f  t h e  B E SS  param e ters i s   gi ve n i n  t h e  Ap pe ndi x.       (a)     (b )     Fi gu re 5a.   G r i d   co nnect e d  DF IG sh o w i n g  t h e  l o cat i o n of u nde r- v o l t a ge fa ul t ,   5 ( b)  B E SS sy st em       5.   RESULT ANALYSIS  The sy st em  unde r st udy  i s   sho w n i n  Fi gu re  5a. T h e  val u es a r e  gi ve n  i n  t h e  A ppe n d i x.  A  DFI G   syste m  is co n n ected  d i rectly to  grid   with  R S C and   GSC  h e lp s i n  im p r o v i ng  reactiv e  po wer su pp ly to g r i d .  Th e cap acito r  at b ack-to-b a ck  conv erters will p r ov id e  reac tiv e po wer to   g r i d  in  t h e situatio n s  lik e  g r i d  fau l t s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN :  2 088 -86 94  I J PED S  Vo l. 7,  No .  2,  Ju ne 20 16   :   481  –  4 97  49 0 o r  sudd en ch an g e  in grid  termin al v o ltag e . Th e b a ttery  e n ergy stora g e  syste m  (BESS )  as i n   Figure   5b will  provide real  a nd reactive power supp ort to  th e co nv erters to  en h a n c e th e syste m  o p e ration  du ri ng  g r i d   disturba nces.  The system  pe rform a nce  is st udie d   unde r two cases .  In the  fi rst ca se, e ffi cacy of the  sys t e m  is   p e rform a n ce du ri n g  fau lts is co m p ared  with  t h e  work  in th e literature [8 ].  A  fau lt  o ccurred at poin t  of  com m on cou p l i ng o r  al so cal l e d as gri d  t e r m i n al  here i n  Fi gu re 5a . Thi s  faul t  m a kes  t h e gri d  an d s t at or   vol t a ge  t o   dr o p  t o   7 0 %  fr om  n o rm al  val u e  bet w ee n  0. 15  a n d  0 . 5s . I n  t h e  seco nd ca se, a  com p ari s on  i s   m a de  with out and  with battery energy so urce  whic h is placed betwee n bac k  to  back c o nverters  of DFIG. In the   second case ,  a  fault with   r e si stan ce of  0.001 25 Ω   betwee n the three  phas es an d g r o u nd  at  PC C  occu r  du ri n g   0. 8 t o  1. 2 seco nds . The R S C  cont rol  sy st em  i s  provi ded  wi t h  pr op ose d  E F OC  t echni que  and t h e GSC   cont rol   as explaine d e a rlier. The  nee d  for additiona l reactive  p o wer requ irem en t to   m a in tain  v o ltag e  profile d u ring   fau lts  is du e  to lo w po wer ratin g  of  con v e rters.   The p e r f o r m a nce of a n  EF O C  based t e st  s y st em   i n  Fi gure 5  wi t h  bat t ery   energy storage system  co n t ro ller  (BESS) is con s id ered   fo r an alysis. A to tal  0.4  secon d s  th ree  p h a ses to gr oun d f a u lt o c cu rr ed   at   PCC is consi d ered for the  study  with fau lt resistan ce  o f   0 . 0 015 Ω . D u ri ng   fa ul t ,   st at or  vo l t a ge  dec r ease d  fr om   1p u t o   0. 6p u  w i t h  a 40%  decr ease com p ared  t o  no rm al  duri ng  0. 1 t o   0. 5 se con d s as s h o w n i n  Fi g u r e 6 ( a ) . T h e  decrease  i n   g r i d  v o l t a ge  d u r i ng  fa ul t  de pe nds  m a i n l y  on  lo catio n,  fau l t resistan ce and  typ e   of fau l t. Th e  efficacy of the  propose d  EFOC syste m  can be com p ared  with  [9-13, 21 a n d 22] for th e operation  a nd re active  po we r  c ont r o l  du ri n g  faul t s .    Th e stato r  cu rren t is n e arly co nstan t  with   0 . 8 p u   at h ealth y co nd ition s   to  0 . 5 6pu  du ri n g   fau lt and    reg a i n s in stan tl y  with ou t surges, its n o r m a l  v a lu e on ce fau l t is cleared  as i n  Figu re  6 ( b ) . Du e to   u npred i c tab l e  su rg e curren t  en tering  i n to  t h e syste m , at fau lt in stan t,  th ere will b e  curren t  su rg es. Bu t  d u e  to   faster actio n   o f   co n t ro llers, th i s  su rg e cu rren t  is li mited .   The su rg es at  the s e instants are  due t o   sudden  change in ca pa citor  voltage  at the  back to  back c o nve r ters  an d also  du e t o  a sud d e n  i n ru sh  of  fau lt curren t  into  th e stator and  ro tor  windings. T h e  rot o r current in  Figure 8(c) which is initially under stea dy state without fa ult is 0.70pu.  There   is a v e ry sm a ll  su rg e curren t in  th e ro tor at fau lt in st an t m a k i ng  th e current to  in crease and the n  dec r eas ed and  m a i n t a i n ed at   0. 50 p u  f r o m  0.1 t o  0 . 3s . T h i s   cur r ent   has  a d ecrease i n  m a gni t ude  d u r i n g f a ul t ,  b u t   no  ch ange  i n   rot o r slip fre quency beca use  of the pr opos ed control sche m e . It reached its  pre-fa ult value after the  fault is   cleared . Fro m   th e equ a tio ns (1 5-1 8 ),  with  the ch ang e  in  th e stato r  and  ro tor flux  lin kag e   v a lu e an d   ro t o r slip ,  th e ro t o r  v o ltag e  in creases slig h tly ex pon entiall y to  cer tain value  beca us e of cha n ge in back em f of DFIG.  Because  of t h i s , ba sed on Fi gure  3, it ca n  be  obse r ved  that rot o r c u rre n t, thereby  stator curre n t will decrease   w ith  a p r o p o s ed  sch e m e  in ste a d  o f  in cr easing  du r i ng  a f a ult. Th e r o tor  vo ltag e  is al m o st co n s tan t  at 0 . 4pu  b e fo r e ,  d u r i ng   an d af ter f a u lt is show n in   Figu r e  8( d) .    Case 1: C o m p ariso n   fo r the  w o r k   with  70 % d ecrease  in  grid  v o ltag e   In  th is case, mu ch  sev e re fau lt o ccurre d  at PCC near grid,  whic h m a kes the grid  voltage  decrease d   t o   0. 3p u f r o m  1pu d u ri n g  0. 1 t o  0. 5s. T h i s  dec r ease i s  7 0 % f o r st at o r  v o l t a ge com p are d  t o  rat e d v o l t a ge  un d e r   heal t h y  co n d i t i ons  as s h o w n  i n  Fi g u re  6  (a ). B eca use  of  t h i s  fa ul t ,  t h e  st at or a nd  r o t o r cu rre nt  s u r g e s  are  pr o duce d  at  t h e i n st ant  of fa u l t  at 0.1s.  Aft e r  0.0 1 2 s,  these  currents de crea sed and reac he d a s m aller and safe  v a lu e with  th e p r opo sed  techn i qu e. Th e stato r  curren t in  Fig u re 6 ( b) wh i c h  is in itiall y  0 . 8 0pu  b e fore fau lt,  reaches  to  0.4pu duri ng fa ult betwee n  0.1 a n d 0.3s .  A  s u rge  c u rrent of magnitude   1.5pu is produce d at fault   instant 0.1s a n d lasts for one  cycle.  Co m p ared to the  work  in literature  [8,26], the offset DC com ponents   (DC O C) in fl u x  d u ri ng fa ult are m i nim i sed  even  with  sev e re fau lt with  a  fau lt resistan ce o f  0.001 25 Ω . The   d ecrease i n  DC o ffsets cu rren t  o s cillatio ns, li m i tin g  su rg e curren t s, main tain ing  cu rren t  wav e fo rm , all are   considere d  a dvantages  with   proposed  EFOC. A stea dy state is reache d  a nd  stator c u rre n t m a intained as in  pre -fa ul t  st at e.   W i t h  EF OC  t echni que , c o nt i nui t y  o f  c u r r e n t ,  t h ere b y  p o w er  fl o w  i s  i m prove d.  The   ove ral l   syste m  s t abilit y and performance are  i m proved. The results obtaine d with  BESS which is placed between the   back to  back converters  across  norm al c a pacitor, he lp s to  realize faster co n t ro l actio n  with  sustain e d  o s cillatio n s  and  the EFOC li mits th e d e co up led curren t  co n t ro l p a ram e te rs.  Th is BESS  h e lp s in   su stai n i ng  t h e  syste m  with o u t  m u ch  sev e re o s cillatio n s   du e to  sev e re  fau lts with  t h e  ad d ition a l real  p o wer su ppo rt fro m   battery  an d  rea c tive p o we r  fr o m  sem i -cond uc tor s w itches .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.