I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l. 8 ,   No . 1 A p r il   201 9 ,   p p .   7 8 ~9 2   I SS N:  2252 - 8 7 9 2   D OI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e. v 8 . i1 . p p 7 8 - 92          78       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 JA P E   A co m pa riso n stu dy  bet w een f u zz y   PWM a nd S VM  i nv erte r i NSM C cont ro l of  sta tor a ctive an reactiv e pow er c o ntrol o a   DFIG  bas ed w ind t urbin e sy ste m s       H a bib   B enbo uh en ni   Natio n al  P o l y tech n iq u Sch o o l o f   Or an   Ma u r ice  Au d i n ,   Or an ,   A lg er ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   4 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Dec   2 8 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ma r   6 ,   2 0 1 9       In   th is  w o rk ,   w e   p re se n a   c o m p a ra ti v e   stu d y   b e twe e n   sp a c e   v e c to m o d u latio n   (S V M a n d   f u z z y   p u lse   w id th   m o d u lati o n   (F P W M tec h n iq u e   in   n e u ro - sli d i n g   m o d e   c o n tro (NS M C)  o f   sta to re a c ti v e   a n d   sta to a c ti v e   p o w e c o n tro o f   th e   d o u b ly   f e d   i n d u c t io n   g e n e ra t o (DFIG f o w i n d   t u rb i n e   s y ste m   ( WT S ).   Tw o   c o n tro ls   a p p r o a c h   u si n g   NSM C - S V M   a n d   NSM C - F P W M   c o n tro sc h e m e   a re   p ro p o se d   a n d   c o m p a re d .   T h e   v a li d it y   o th e   p ro p o se d   c o n tro tec h n i q u e is  v e rif ied   b y   si m u latio n   tes ts  o f   a   DFIG .   T h e   re a c ti v e   p o w e r,   ro to c u rre n a n d   sta to a c ti v e   p o w e is   d e ter m in e d   a n d   c o m p a re d   in   th e   a b o v e   stra teg i e s.  T h e   o b tain e d   re su lt sh o w e d   th a th e   p ro p o se d   NSM w it h   F P W M   st ra teg y   h a sta to re a c ti v e   a n d   a c ti v e   p o w e r   w it h   lo w   p o w e rs  rip p les   a n d   l o w   ro to c u r re n h a rm o n ic  d ist o rti o n   t h a n     S V M   tec h n i q u e .   K ey w o r d s :   Neu r o - s lid in g   m o d co n tr o l   Fu zz y   p u ls w id t h   m o d u latio n   Do u b l y   f ed   in d u ctio n   g en er at o r   Sp ac v ec to r   m o d u latio n   W in d   tu r b in s y s te m s   Co p y rig h ©   201 9   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 :   Hab ib   B en b o u h en n i,    Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Natio n al  P o l y tech n iq u Sch o o l o f   Or an   Ma u r ice  Au d i n ,   Or an ,   A lg er ia.   E m ail:  h ab ib 0 2 6 4 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   m o d u latio n   tec h n iq u es,   P u l s W id th   Mo d u latio n   ( P W M)   s tr ateg y   h as   d r a w n   m u c h   atte n tio n   f r o m   r esear ch   g r o u p s   an d   i n d u s tr y .   Ho w e v er ,   th is   s tr ateg y   i s   s i m p le  s c h e m an d   ea s y   to   i m p le m e n co m p ar ed   to   Sp ac Vec to r   Mo d u latio n   ( S VM ) .   On   th e   o th er   h a n d ,   t h is   s tr ate g y   g iv e s   m o r T o tal  Har m o n ic  Dis to r tio n   ( T HD)   o f   cu r r en t,  elec tr o m a g n et ic  to r q u r ip p le,   r o to r   f lu x   r ip p le  an d   p o w er s   r ip p les  o f   th Do u b l y   Fe d   I n d u ctio n   Ge n er ato r   ( DFI G)   b ased   W in d   T u r b in S y s te m   ( W T S).   I n   o r d er   to   im p r o v t h co n v e n tio n al  P W p er f o r m a n ce s ,   co m p li m e n tar y   u s o f   t h F u zz y   L o g i C o n tr o ller   ( FLC)  is   p r o p o s ed .   T h p r in cip le  o f   f u zz y   p u ls w id t h   m o d u la tio n   ( FP W M)   is   lik to   tr ad itio n al  P W tech n iq u e.   T h is   s tr ate g y   i s   d etailed   in   [ 1 ] .   On   th o th er   h an d ,   th is   p r o p o s ed   t ec h n iq u is   s i m p le   m o d u latio n   s c h e m an d   ea s y   to   i m p le m en t.  T h is   s tr ateg y   r ed u ce d   T HD  v alu e   o f   r o to r   cu r r en t,  elec tr o m ag n etic  to r q u r ip p le  an d   p o w er s   r ip p les o f   th D FI G.   Sin ce   d o u b l y   f ed   i n d u ctio n   g en er ato r   i s   o n o f   t h m o s p o p u lar   v ar iab le  s p ee d   W T s   in   u s e   n o w ad a y s .   I i s   n o r m all y   f ed   b y   a   v o lta g s o u r ce   in v er ter   [ 2 ] .   T h p r in cip al  ad v an ta g o f   t h DFI is   t h at   r o to r   s id e   co n v er ter   ( R SC )   i s   o n l y   s ized   f o r   3 0 o f   r ated   p o w er   co m p ar ed   to   o th er   g en er ato r s   u s ed   in   v ar iab le  s p ee d   w i n d   en er g y   co n v er s io n   s y s te m s   ( W E C Ss )   [ 3 ] .   Var io u s   co n tr o tec h n iq u es  h av b ee n   p r o p o s ed   f o r   s tu d y i n g   th b e h av io u r   o f   DFI b ased   W E C Ss   d u r in g   n o r m al   o p er atio n .   I n   [ 4 ] ,   th a u th o r   p r o p o s ed   th d ir ec to r q u co n tr o to   r eg u late  th e   elec tr o m ag n et ic  to r q u a n d   f lu x   o f   t h DFI G.   Si m i lar   to   d ir ec to r q u co n tr o l,   d ir ec t   p o w er   co n tr o o f   d o u b l y   f ed   in d u ctio n   g en er ato r - b a s ed   W E C h a s   p r o p o s e d     [ 5 ,   [ 6 ] .   I n   [ 7 ] ,   d ir ec to r q u co n tr o tech n iq u b ased   o n   s ec o n d   o r d er   s lid in g   m o d co n tr o ller   h as  b ee n   p r o p o s ed .   I n d ir ec v ec to r   c o n tr o ( I VC )   an d   d ir ec t   v ec to r   co n tr o ( DVC)  w a s   d esig n ed   to   co n tr o th r ea ctiv an d   ac tiv e   p o w er   o f   t h DFI [ 8 ] .   I n   [ 9 ] ,   r ea ctiv an d   ac tiv p o w er   n e u r o - s ec o n d   o r d er   s lid in g   m o d Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       A   co mp a r is o n   s tu d b etw ee n   f u z z P W M a n d   S V M in ve r ter in   N S MC   co n tr o l o f…  ( Ha b ib   B en b o u h en n i )   79   co n tr o ller   an d   n eu r al  s p ac v ec to r   m o d u latio n   s tr ateg y   ( N SVM)   w er co m b in ed   to   r ep lace   th tr ad itio n al   p r o p o r tio n al - i n teg r al  ( P I )   co n tr o ller s   an d   s p ac v ec to r   m o d u latio n   ( SVM) .   SVM  an d   f u z z y   lo g ic  co n tr o ller   ( FLC)  ar co m b in ed   to   r eg u la te  th elec tr o m a g n etic  to r q u an d   s tato r   ac tiv p o w er   [ 1 0 ] .   I n   [ 1 1 ] ,   th au th o r   p r o p o s es  n e w   t h r ee - lev e s p ac v ec to r   m o d u latio n   b ased   o n   n eu r al   co n tr o ller   to   co n tr o DFI G - b ased   W T Ss .   I n   [ 1 2 ] [ 1 3 ] ,   an   in tellig e n c o n tr o ( I C )   w a s   d esig n ed   to   co n tr o s tato r   ac tiv an d   r ea ctiv p o w er   o f   DFI G - b ased   W T Ss .   R o b u s co n tr o ( R C )   h as  b ee n   p r o p o s ed   f o r   d o u b l y   f ed   in d u ctio n   g e n er ato r   [ 1 4 ] [ 1 5 ] .   I n   [ 1 6 ] ,   th a u th o r   p r o p o s es th e   b ac k s t ep p in g   co n tr o l ( B C )   to   r e g u lat th r ea cti v a n d   s tato r   r ea cti v p o w er   o f   DFI G - b ased   W E C Ss .   I n   liter at u r [ 1 7 ] ,   v ec to r   co n tr o l ( VC )   is   t h m o s t p o p u lar   co n tr o l te ch n iq u es u s ed   i n   t h DFI G   b ased   W T Ss .   VC   co n tr o u s i n g   P I   co n tr o ller s   is   th class ica co n tr o s tr ateg y   u s ed   f o r   DFI G - b ased   W T Ss .   I n   th is   tec h n iq u e,   th d ec o u p lin g   b et w ee n   q - a x is   an d   d - a x is   cu r r en is   ac h iev ed   w it h   f ee d f o r w ar d   co m p en s at io n ,   an d   th u s   t h D FIG   m o d el  b ec o m e s   les s   d if f ic u lt  a n d   co n v en tio n al  P I   co n tr o ller s   ca n   b u s ed .   T h is   co n tr o l   sc h e m is   s i m p le  an d   ea s y   i m p le m e n co m p ar ed   to   o th er   co n tr o s ch e m es.  O n   th o th er   h an d ,   th i s   co n tr o g iv e s   m o r elec tr o m ag n etic  t o r q u r ip p le,   r o to r   f lu x   r ip p le,   p o w er s   r ip p les  an d   b ig   T H o f   r o to r   cu r r en o f   th DFI G - b ased   W E C Ss .   I n   o r d er   to   o v er co m t h d r a w b ac k s   o f   t h V C   co n tr o l,  s l id in g   m o d co n tr o h a s   b ee n   p r esen ted   [ 1 8 ] [ 1 9 ] .   I n   co n tr o s y s te m s ,   s lid in g   m o d co n tr o ( SM C )   is   t y p e   o f   v ar iab le  s tr u ct u r co n tr o ( VSC )   t h at   p o s s ess es  r o b u s ch ar ac ter is t ic s   to   s y s te m   d is tu r b an ce s   an d   p ar am eter   u n ce r tai n tie s .   T h SMC   tec h n iq u w as  p r o p o s ed   b y   Utk i n   in   1 9 7 7   [ 2 0 ] .   T h m ain   ad v a n ta g es  o f   SMC   s tr ateg y ,   in cl u d i n g   r o b u s t n es s ,   f i n ite - ti m e   co n v er g e n ce ,   an d   r ed u ce d - o r d er   co m p en s ated   d y n a m ic s ,   ar d em o n s tr ated   o n   n u m er o u s   ex e m p les  a n d   s i m u lat io n   p lo ts .   O n   t h o t h er   h a n d ,   th e   SM C   h a s   m aj o r   in co n v en ien ce   w h ich   t h ch atter i n g   ef f ec t   i s   cr ea ted   b y   t h d is co n ti n u o u s   p ar t o f   t h e   co n tr o l.  I n   [ 2 1 ] ,   th au th o r   p r o p o s es a n   SMC   b ase d   o n   F L C   to   r ed u ce   th ch a tter in g   p h e n o m e n o n   a n d   p o w er s   r ip p les  o f   t h DFI G - b ased   W E C S s .   A   s ec o n d   o r d er   s lid in g   m o d e   co n tr o w a s   d esi g n ed   to   co n t r o DFI G - b ased   D R W T   ( d u al - r o to r   w i n d   tu r b i n e)   [ 2 2 ] .   I n   th is   p ap er ,   n eu r o - s lid in g   m o d co n tr o ller   ( NSM C )   h as b ee n   p r o p o s ed .     A   n eu r al  n et w o r k   ( NNs)  is   tech n iq u b ased   o n   en g in ee r i n g   e x p er ien ce   an d   o b s er v atio n s .   I n   NN   co n tr o ller ,   an   e x ac m at h e m ati ca m o d el  i s   n o n ec e s s ar y .   T h d esig n   o f   an   SM C   i n co r p o r a tin g   n eu r al  co n tr o l   h elp s   i n   ac h ie v i n g   r ed u ce d   ch atter in g ,   s i m p le  co n tr o l,  ea s y   t o   i m p le m e n t,  an d   r o b u s t n e s s   a g ain s d is t u r b an ce s   an d   n o n li n ea r itie s .   I n   th i s   w o r k ,   w ap p l y   t h e   n eu r o - s lid i n g   m o d co n tr o s ch e m o n   t h d o u b l y   f ed   in d u ctio n   g en er ato r - b ased   W T Ss   u s i n g   f u zz y   p u ls e   w id th   m o d u latio n   tec h n iq u co m p ar ed   to   t h co n v e n tio n al   s p ac e   v ec to r   m o d u latio n   tech n iq u e.       2.   F U Z Z P U L S E   W I DT H   M O DULA T I O N   I n   m o d u latio n   s tr ate g ies,  t h p u ls w id t h   m o d u latio n   s tr ate g y   is   w id el y   u s ed   i n   co n tr o AC   m ac h i n e   d r iv es.  T h is   m o d u latio n   s tr ate g y   is   d etailed   i n   [ 1 ] .   I n   ad d itio n ,   th i s   s tr ate g y   is   s i m p le  al g o r ith m   a n d   ea s y   to   i m p le m en t.  Ho w e v er ,   th i s   te ch n iq u h a s   th f o llo w i n g   d r a w b ac k s .   T h is   s tr ateg y   g iv e s   m o r h ar m o n ic   d is to r tio n   o f   cu r r en an d   p o w er s   r ip p les  o f   t h DFI G.   F ig u r 1   s h o w s   t h p r in cip le  o f   th p u l s w id t h   m o d u latio n   s tr ate g y   o f   th t w o - le v el  in v er ter .           Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r a m   o f   P W tech n iq u e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   7 8     92   80     I n   o r d er   to   i m p r o v t h t w o - lev el  P W p er f o r m a n ce s   c o m p li m e n tar y   u s o f   Fu zz y   L o g ic  ( F L )   co n tr o ller   is   p r o p o s ed .   Fu zz y   lo g ic  co n tr o ller s   h av b ee n   u s ed   in   m a n y   ar ea s   a f ter   f u zz y   s et  th eo r y   w a s   f ir s t   in tr o d u ce d   b y   Z ad eh   [ 2 3 ] .   I n   FL   co n tr o d o es  n o n ee d   m ath e m atica m o d el.   T r ad itio n all y ,   f u zz y   v ar iab les   h av b ee n   ad j u s ted   b y   e x p er k n o w led g e.   O n   th o t h er   h a n d ,   th d esig n   o f   F L   co n tr o ller   h as  r elied   o n   tr ial   an d   er r o r .   I n   ad d itio n ,   th FL   co n tr o is   s i m p le  co n tr o an d   ea s y   to   i m p le m en co m p ar ed   to     cl ass ical  co n tr o ller s .   On w a y   to   i m p r o v p u l s w i d th   m o d u latio n   p er f o r m an ce   i s   to   co m b i n it  w i th   F L   to   f o r m   f u zz y   p u ls w id t h   m o d u latio n   ( FP W M) .   T h d esig n   o f   p u l s w id t h   m o d u latio n   in co r p o r atin g   F L   co n tr o h e lp   in   ac h iev in g   r ed u ce d   th T HD  v alu o f   r o to r   cu r r en an d   p o w er s   r ip p les,  s i m p le  alg o r it h m ,   ea s y   to   i m p le m e n t,   an d   r o b u s tec h n iq u co m p ar e d   to   class ical  P W an d   s p ac v ec to r   m o d u latio n .   T h p r in c ip al  o f   t h FP W M   s tr ateg y   is   e x p o s ed   in   Fi g u r 2 .   T h FL C   co n tai n s   t h r ee   b lo ck s : f u zz y   r u le  b ase,   f u zz if ica tio n   an d   d ef u zz i f icatio n .   Ho w ev e r ,   th F L C   r u les  ar d ev elo p ed   u s in g   li n g u i s tic  c h an g es  t h at  ar f o r m u lated   in   t h f o r m   o f   «   I T HE N   »   r u le s .   T h   T ab le  1   s h o w s   t h e s r u les [ 2 4 ] [ 2 5 ] .   T h T ab le  2   s h o w s   t h p ar am eter s   o f   F L C   f o r   th FP W s tr ateg y .           Fig u r 2 .   B lo ck   d iag r a m   o f   FP W s tr ateg y       T ab le  1 .   Ma tr ix   o f   in f er e n ce   e   NB   NM   NS   EZ   PS   PM   PB   ∆e   NB   NB   NB   NB   NB   NM   NS   EZ   NM   NB   NB   NB   NM   NS   EZ   PS   NS   NB   NB   NM   NS   EZ   PS   PM   EZ   NB   NM   NS   EZ   PS   PM   PB   PS   NM   NS   EZ   PS   PM   PB   PB   PM   NS   EZ   PS   PM   PB   PB   PB   PB   EZ   PS   PM   PB   PB   PB   PB       W h er e:   NB : N eg ati v B ig     NS: Ne g a tiv S m al l   P M:  Po s itiv Mid d le    E Z : E q u al  Z er o     P B P o s itiv B ig   P S: P o s itiv S m al   NM : N eg ati v Mid d le        T ab le  2 .   P ar am eter s   o f   FLC   F i s t y p e   M a m d a n i   A n d   me t h o d   M i n   O r   me t h o d   M a x   I mp l i c a t i o n   M i n   A g g r e g a t i o n   M a x   D e f u z z i f i c a t i o n   C e n t r o i d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       A   co mp a r is o n   s tu d b etw ee n   f u z z P W M a n d   S V M in ve r ter in   N S MC   co n tr o l o f…  ( Ha b ib   B en b o u h en n i )   81   T h b lo ck   d iag r a m   o f   F L C   b ased   o n   h y s ter e s is   co m p ar ato r s   is   s h o w n   i n   Fig u r 3 .   T h m e m b er s h i p   f u n ctio n   d ef i n itio n   f o r   th i n p u c h a n g e s   E r r o r   in   co m p ar ato r s   h y s ter e s is ”  a n d   “C h an g i n   E r r o r   o f   co m p ar ato r s   h y s ter esis ”  i s   g i v en   b y   Fi g u r 4 .           Fig u r 3 .   Fu zz y   co m m an d   o f   FP W s tr ateg y           Fig u r 4 .   F u zz y   s et s   an d   its   m e m b er s h ip s   f u n ctio n s       3.   M O DE L   O F   T URB I N E   T h W T   in p u t p o w er   u s u all y   i s   [ 2 6 ,   2 7 ] :     V R P v e n t 3 2 m a x 5 . 0    ( 1 )     W h er e,   ρ : T h air   d en s it y .   V v ent : T h w i n d   s p ee d   ( m /s ) .   P m ax : T h m ax i m u m   p o w er   i n   ( w att s ) .   T h m ec h a n ical  p o w er   is   g i v e n   b y :     V R C P v en t p m 3 2 ). ( . 5 . 0    ( 2 )     V R 1 1 .   ( 3 )     W h er e:   R : T h r ad iu s   o f   t h tu r b in i n   ( m ) .   C p : T h ae r o d y n a m ic  co e f f icie n t o f   p o w er .   λ T h tip   s p ee d   r atio .     . ) e x p ( ). . .( ) , ( 6 5 4 3 2 1 C C C C C C C i i p   ( 4 )     1 035 . 0 . 08 . 0 1 1 3 i   ( 5 )     W h er e   C 1 0 . 5 1 7 6 ,   C 2 =1 1 6 ,   C 3 =0 . 4 ,   C 4 =5 ,   C 5 =2 1 ,   C 6 =0 . 0 0 6 8 .   β:   T h b lad p itch   an g le  i n   p itch - co n tr o lled   w in d   t u r b in e.     NB     I n t pu t   M e m be r s hi f u n c t i o n     D e gr e e   of     M e mbe r s hip   - 10   NM     NS     E   Z     PS     PM     - 6   - 4   - 2   0   2   4   6   10   PB     O ut pu M e m b e r s hi f u n c t i o n     D e gr e e   of     M e mbe r s hip   - 10   NM     NS     E   Z     PS     PM     - 6   - 4   - 2   0   2   4   6   10   PB     NB     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   7 8     92   82   4.   M O DE L I N G   T H E   DF I G   T h m o d eli n g   o f   t h d o u b l y   f e d   in d u ctio n   g en er ato r   is   d escr i b ed   in   th q - d   P a r k   r ef er en ce   f r a m e.   T h f o llo w i n g   eq u atio n   s y s te m   d escr ib es th to tal  g e n er ato r   m o d el  [ 2 8 ,   2 9 ]   .       dr ψ r ω qr ψ dt d qr I r R qr V qr ψ r ω dr ψ dt d dr I r R dr V ds ψ s ω qs ψ dt d qs I s R qs V qs ψ s ω ds ψ dt d ds I s R ds V     ( 6 )     W h er e:   I dr ,   an d   I qr  : is th r o to r   cu r r en ts .   I ds   an d   I qs   : is th s tato r   cu r r e n t s .   V dr ,   an d   V qr  : is th r o to r   v o ltag es.   V qs   an d   V ds   : is th s tato r   v o lta g es.   R r   : is th r esi s tan ce s   o f   t h r o to r   w in d i n g s .   R s   : is th r esi s tan ce s   o f   t h s ta to r   w in d i n g s .   T h f lu x   ca n   b ex p r ess ed   as:     qs MI qr I r L qr ds MI dr I r L dr qr MI qs I s L qs dr MI ds I s L ds     ( 7 )     W h er e:     ψ dr  an d   ψ qr  :   is   th e   r o to r   f lu x e s .   ψ ds   an d   ψ qs : is th s tato r   f lu x e s .   L r   : is t h in d u c tan ce   o w n   r o to r   L s   : is t h in d u c tan ce   o w n   r o to r   M   : is th m u t u al  in d u cta n ce .     T h p o w er s   ar ex p r ess ed   as :     ) ( 2 3 ) ( 2 3 qs I ds V ds I qs V s Q qs I qs V ds I ds V s P   ( 8 )     W h er e:   P s   :   is   th ac tiv p o w er .   Q s   : is th r ea cti v p o w er .     T h elec tr o m a g n et ic  to r q u is   ex p r ess ed   as:     ) . . ( ds qr qs dr I I I I pM e T   ( 9 )     f dt d J r T e T   ( 1 0 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       A   co mp a r is o n   s tu d b etw ee n   f u z z P W M a n d   S V M in ve r ter in   N S MC   co n tr o l o f…  ( Ha b ib   B en b o u h en n i )   83   W h er e:   T r : is t h lo ad   to r q u e.   T e : is th to r q u e.   Ω : is th m ec h a n ical  r o to r   s p ee d .   J   :   is   th i n er tia.     f : is th v is co u s   f r ictio n   co ef f i cien t.   p : is th n u m b er   o f   p o le  p air s .       5.   NE URO - S L I D I N G   M O DE   CO NT RO L   T h m ai n   o b j ec tiv o f   u s in g   N SMC   is   to   d e v elo p   r o b u s t   co n tr o l o f   s tato r   r ea cti v a n d   ac ti v p o w er   o f   t h DFI G - b ased   W E C S.  I n   o u r   s y s te m ,   th e   s tato r   ac ti v e   p o w er   an d   r ea cti v ar r e s p ec tiv el y   co n tr o lled   b y   V qr   an d   V dr .   Ho w ev er ,   s lid in g   m o d co n tr o ( SMC )   i s   n o n li n ea r   co n tr o s tr ateg y   f e atu r in g   r e m ar k ab le   p r o p er ties   o f   ac cu r ac y ,   r o b u s t n es s ,   an d   ea s y   t u n i n g   an d   i m p le m e n tatio n .   T h is   s tr ate g y   b as ed   o n   th th eo r y   o f   v ar iab le  s tr u ctu r s y s te m s   ( V S S),   h as a t tr ac ted   lo t o f   r esear ch   o n   co m m an d   s y s te m s   f o r   th l ast t w o   d ec ad es   [ 3 0 ] .   I n   [ 3 1 ] ,   s lid in g   m o d c o n tr o ller   w as d es ig n ed   to   r e g u late  t h s ta to r   ac tiv e   p o w er   a n d   r ea ctiv p o w er   o f   th D FIG - b ased   W T Ss .   Nev e r th eles s ,   t h is   tec h n iq u h as   a n   e s s e n tial   d is ad v a n ta g e,   w h i ch   i s   t h e   ch at ter in g   p h en o m e n o n   ca u s ed   b y   t h d i s co n ti n u o u s   co m m a n d   ac tio n .   On   t h o th er   h a n d ,   ch atter i n g   p h en o m e n o n   co u ld   b r ed u ce d   o r   s u p p r ess ed   u s i n g   th d i f f er e n t stra te g y   s u ch   a s ,   a.   D y n a m ic  e x te n s io n .   b.   No n - l in ea r   g a in s .   c.   Hig h er   o r d er   s lid in g   m o d co n tr o l.   d.   Fu zz y   lo g ic  co n tr o l.   e.   Neu r al  n et w o r k s .   Neu r al  n et w o r k s   ( NN s )   ar t ec h n iq u b ased   o n   e n g in ee r i n g   e x p er ien ce   a n d   o b s er v at io n s .   I n   n eu r a l   n et w o r k s ,   an   ex ac m at h e m at ical  m o d el  is   n o n ec ess ar y .   I n   o r d er   to   elim i n ate  t h ch att er in g   p h e n o m en o n   an d   m i n i m ize  t h p o w er s   r ip p les,  w p r o p o s to   u s n e u ro - s l id in g   m o d co n tr o l.    T h n eu r o - s lid in g   m o d co n tr o ( NSMC)  is   m o d i f icatio n   o f   th s lid i n g   m o d co n tr o ller ,   w h er t h e   s w itc h in g   co n tr o ller   ter m   s at( S(x ) ) ,   h as b ee n   r ep lace d   b y   n eu r al  co n tr o l in p u t a s   g i v e n   b ele w .     V V V N e u r a l dq eq dq c o m dq   ( 1 1 )     T h p r o p o s ed   n eu r o - s lid i n g   m o d co n tr o l,  w h ich   is   d esi g n ed   to   co m m a n d   t h s tato r   r ea ctiv a n d   s tato r   ac tiv p o w er   o f   th DFI G - b ased   W E C Ss   is   s h o w n   i n   Fig u r 5 .   T h s tr u ctu r o f   SM C   b ased   o n   th NNs  co n tr o ller   is   s h o w n   i n   Fi g u r 6 .           Fig u r 5 .   NSMC co n tr o l o f   DFI u s in g   FP W s tr ateg y     Ps     Qs_ r ef   G rid   T u rb in e   W in d      S abc       D C   b u s        DFIG     R S C   V r d *   V r q *   abc   d   q   Qs       F P W   M   +   -   +   -   P s _ r ef   NS MC       SSC   G e a b o x   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   7 8     92   84       Fig u r 6 .   B lo c k   d iag r a m   o f   t h NSMC tec h n iq u e       On   th o t h er   h an d ,   th tr ai n i n g   u s ed   is   t h at  o f   t h alg o r it h m ,   Gr ad ian d escen w ith   m o m en tu m   &   A d ap tiv L R .   T h ar tif icial  n e u r al  n et w o r k s   co n tr o ller s   f o r   th m o d el  s y s te m   ar s h o w n   i n   T a b le  3 .       T ab le  3 .   P ar am eter s   o f   t h A d ap tativ L R   f o r   H y s ter e s is   C o m p ar ato r s   P a r a me t e r s   of   t h e   LM   V a l u e s   N u mb e r   of   h i d d e n   l a y e r   12   T r a i n P a r a m . L r   0 . 0 0 5   T r a i n P a r a m . sh o w   50   T r a i n P a r a m . e p o sh   2 0 0 0   C o e f f   of   a c c e l e r a t i o n   of   c o n v e r g e n c e   ( mc )   0 . 9   T r a i n P a r a m . g o a l   0   T r a i n P a r a m . mu   0 . 9   F u n c t i o n s   of   a c t i v a t i o n   T e n si n g ,   P u r l i n g ,   g e n si m       T h ar tif icial  n e u r al  n et w o r k s   m o d el  s tr u ct u r o f   t h s y s te m   is   s h o w n   i n   Fi g u r 7 .   T h co n s tr u ct io n   o f   la y er   1   an d   la y er   2   is   s h o wn   in   Fig u r 8   an d   Fig u r 9   r esp ec tiv el y .           Fig u r 7 .   T h A NN  co n tr o lle r   o f   th h y s ter esi s   co m p ar ato r s       Qs_ r ef     V rd *   V rq *   P s _ r ef   Qs     Ps       +   -   +   -   -   +   Neu r al   C o n tr o ller       K   Neu r al   C o n tr o ller     -   +     K     S (P s)     S (Qs)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       A   co mp a r is o n   s tu d b etw ee n   f u z z P W M a n d   S V M in ve r ter in   N S MC   co n tr o l o f…  ( Ha b ib   B en b o u h en n i )   85       Fig u r 8 .   B lo ck   d iag r a m   o f   la y er   1           Fig u r 9 .   B lo ck   d iag r a m   o f   la y er   2       6.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T h s i m u latio n   r es u lts   o f   th r e e - le v el  NS MC   w it h   FP W te ch n iq u e   o f   t h DFI ar co m p ar ed   w ith   NSMC   co n tr o s ch e m e   w it h   NSVM  tech n iq u e .   T h p er f o r m a n ce   an al y s is   is   d o n w it h   T HD  v al u e,   elec tr o m ag n etic  to r q u e,   s tato r   ac tiv p o w er   a n d   s tato r   r ea ctiv p o w er .   T h DFI u s ed   i n   th is   ca s s tu d y   i s   a   1 . 5 MW ,   3 8 0 /6 9 6 V ,   t w o   p o les,  5 0 Hz;  w i th   t h f o llo w in g   p ar am eter s : R s = 0 . 0 1 2 ,   R r = 0 . 0 2 1 ,   L s = 0 . 0 1 3 7 H,   L r = 0 . 0 1 3 6 an d   L m = 0 . 0 1 3 5 H.   T h s y s te m   h a s   th f o llo w i n g   m ec h a n ical  p ar a m e ter s : J = 1 0 0 0   k g . m 2 ,   f r = 0 . 0 0 2 4   Nm . s /r ad .     6 . 1 .   Ref er ence   T ra ck ing   T e s t   ( RT T )   Fig u r es  1 0 - 1 4   s h o w   t h o b tain ed   s i m u lat io n   r es u lts .   A s   it’s  s h o w n   in   Fig u r es  1 2 - 1 4 ,   f o r   th t w o   NSMC  co n tr o tech n iq u e s ,   th e   s tato r   r ea ctiv a n d   s tato r   ac ti v p o w er s   tr ac k   al m o s p er f ec tl y   t h eir   r ef er e n ce s   v alu e s .   Mo r eo v er ,   t h NSM C - FP W co n tr o r ed u ce d   t h elec tr o m ag n etic   to r q u a n d   p o w er s   r ip p les   co m p ar ed   to   th N SMC - SVM   ( s ee   Fig u r es  1 5 - 1 7 ) .   On   t h o th er   h a n d ,   Fi g u r es   10 - 1 1   s h o th to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   o f   s tato r   cu r r en o f   th D FIG   f o r   t w o   N SMC   co n tr o s ch e m es.  I ca n   b clea r l y   o b s er v ed   t h at  t h e   to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   v al u is   m in i m ized   f o r   NSMC - F P W ( T HD = 0 . 2 4 % )   w h e n   co m p ar ed   to   NSMC   co n tr o l u s i n g   SVM  i n v er ter   ( T HD = 0 . 6 8 %).       a { 1 } t a n s i g + n e t s u m b b { 1 } W I W { 1 , 1 } 0 D e l a ys   1 p { 1 } a { 2 } p u r e l i n + n e t s u m b b { 2 } W L W { 2 , 1 } 0 D e l a ys   1 a { 1 }   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   7 8     92   86       Fig u r 1 0 .   T HD  o f   r o to r   cu r r e n t f o r   NSM C - SVM  co n tr o l           Fig u r 1 1 .   T HD  o f   r o to r   cu r r e n t f o r   NSM C - FP W co n tr o l     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 1 0 0 0 0 1000 S e l e c t e d   s i g n a l :   9 0   c y c l e s .   F F T   w i n d o w   ( i n   r e d ) :   7   c y c l e s T i m e   ( s ) 0 200 400 600 800 1000 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 F r e q u e n c y   ( H z ) F u n d a m e n t a l   ( 5 0 H z )   =   9 1 6 . 6   ,   T H D =   0 . 6 8 % M a g   ( %   o f   F u n d a m e n t a l ) 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 1 0 0 0 0 1000 S e l e c t e d   s i g n a l :   9 0   c y c l e s .   F F T   w i n d o w   ( i n   r e d ) :   7   c y c l e s T i m e   ( s ) 0 200 400 600 800 1000 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 F r e q u e n c y   ( H z ) F u n d a m e n t a l   ( 5 0 H z )   =   9 1 6 . 6   ,   T H D =   0 . 2 4 % M a g   ( %   o f   F u n d a m e n t a l ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       A   co mp a r is o n   s tu d b etw ee n   f u z z P W M a n d   S V M in ve r ter in   N S MC   co n tr o l o f…  ( Ha b ib   B en b o u h en n i )   87       Fig u r 1 2 .   Stato r   a ctiv p o w er           Fig u r 1 3 .   Stato r   r ea ctiv p o w er           Fig u r 1 4 .   E lectr o m a g n et ic  to r q u e   p o w er           Fig u r 1 5 .   Z o o m   in   t h ac ti v p o w er       0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 1 0 -5 0 5 x   1 0 5 T i m e   ( s ) A c t i v e   p o w e r   P s ( W )     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 1 0 -5 0 5 x   1 0 5 T i m e   ( s ) R e a c t i v e   p o w e r   Q s   ( V A R )     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 6 0 0 0 - 4 0 0 0 - 2 0 0 0 0 2000 T i m e   ( s ) T o r q u e   T e   ( N . m )     Q s   ( N S M C - S V M ) Q s   ( N S M C - F P W M ) Q s r e f P s   ( N S M C - S V M ) P s   ( N S M C - F P W M ) P s r e f T e   ( N S M C - S V M ) T e   ( N S M C - F P W M ) 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 1 0 -5 0 5 x   1 0 5 T i m e   ( s ) A c t i v e   p o w e r   P s ( W )     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 1 0 -5 0 5 x   1 0 5 T i m e   ( s ) R e a c t i v e   p o w e r   Q s   ( V A R )     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 6 0 0 0 - 4 0 0 0 - 2 0 0 0 0 2000 T i m e   ( s ) T o r q u e   T e   ( N . m )     Q s   ( N S M C - S V M ) Q s   ( N S M C - F P W M ) Q s r e f P s   ( N S M C - S V M ) P s   ( N S M C - F P W M ) P s r e f T e   ( N S M C - S V M ) T e   ( N S M C - F P W M ) 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 1 0 -5 0 5 x   1 0 5 T i m e   ( s ) A c t i v e   p o w e r   P s ( W )     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 1 0 -5 0 5 x   1 0 5 T i m e   ( s ) R e a c t i v e   p o w e r   Q s   ( V A R )     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 - 6 0 0 0 - 4 0 0 0 - 2 0 0 0 0 2000 T i m e   ( s ) T o r q u e   T e   ( N . m )     Q s   ( N S M C - S V M ) Q s   ( N S M C - F P W M ) Q s r e f P s   ( N S M C - S V M ) P s   ( N S M C - F P W M ) P s r e f T e   ( N S M C - S V M ) T e   ( N S M C - F P W M ) 1 . 2 1 2 1 . 2 1 3 1 . 2 1 4 1 . 2 1 5 1 . 2 1 6 1 . 2 1 7 1 . 2 1 8 1 . 2 1 9 1 . 2 2 1 . 2 2 1 1 . 2 2 2 -1 - 0 . 5 0 0 . 5 1 x   1 0 4 T i m e   ( s ) A c t i v e   p o w e r   P s ( W )     1 . 3 4 1 . 3 4 5 1 . 3 5 1 . 3 5 5 1 . 3 6 1 . 9 1 . 9 5 2 2 . 0 5 2 . 1 x   1 0 5 T i m e   ( s ) R e a c t i v e   p o w e r   Q s   ( V A R )     1 . 2 5 1 . 2 5 5 1 . 2 6 1 . 2 6 5 1 . 2 7 1 . 2 7 5 1 . 2 8 1 . 2 8 5 1 . 2 9 1 . 2 9 5 1 . 3 - 1 0 0 - 5 0 0 50 100 T i m e   ( s ) T o r q u e   T e   ( N . m )     Q s   ( N S M C - S V M ) Q s   ( N S M C - F P W M ) Q s r e f P s   ( N S M C - S V M ) P s   ( N S M C - F P W M ) P s r e f T e   ( N S M C - S V M ) T e   ( N S M C - F P W M ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.