I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E )   V o l . 2 ,   N o . 3 ,   J u n e   2 0 1 2 ,   p p .   4 2 5 ~ 4 3 2   I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8             4 2 5       J o u r n a l   h o m e p a g e :   h t t p : / / i a e s j o u r n a l . c o m / o n l i n e / i n d e x . p h p / I J E C E     D i r e c t   P o w e r   C o n t r o l   f o r   A C / D C / A C   C o n v e r t e r s   i n   D o u b l y   F e d   I n d u c t i o n   G e n e r a t o r s   B a s e d   W i n d   T u r b i n e       A b d e l m a l e k   B o u l a h i a ,   K h a l i l   N a b t i ,   H o c i n e   B e n a l l a   L a b o r a t o r y   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,     M e n t o u r i   U n i v e r s i t y   o f   C o n s t a n t i n e ,   A l g e r i a       A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T     A r t i c l e   H i s t o r y :   R e c e i v e d   F e b   1 9 th ,   2 0 1 2   R e v i s e d   A p r   1 4 th ,   2 0 1 2   A c c e p t e d   A p r   2 8 th ,   2 0 1 2       I n   t h i s   p a p e r   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   ( D P C)   s t r a t e g y   i s   a p p l i e d   t o   c o n t r o l   a   d o u b l y   f e d   i n d u c t i o n   g e n e r a t o r   ( D F I G )   b a s e d   w i n d   e n e r g y   g e n e r a t i o n   s y s t e m .   A   A C/ D C/ A c o n v e r t e r   i s   c o n t r o l l e d   b y   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   m e t h o d .   T h e   r o t o r   s i d e   c o n v e r t e r   i s   c o n t r o l l e d   b y   s e l e c t s   a p p r o p r i a t e s   v o l t a g e   v e c t o r   b a s e d   o n   t h e   i n s t a n t a n e o u s   e r r o r s   b e t w e e n   t h e   r e f e r e n c e   a n d   e s t i m a t e d   v a l u e s   o f   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r s   a n d   r o t o r   f l u x   p o s i t i o n .       A l s o   t h e   G r i d   s i d e   i s   c o n t r o l l e d   b y   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   b a s e d   a   g r i d   v o l t a g e   p o s i t i o n   t o   e n s u r e s   a   c o n s t a n t   D v o l t a g e ,   S i m u l a t i o n   r e s u l t s   d e m o n s t r a t e   r o b u s t ,   p r e c i s e ,   a n d   f a s t   d y n a m i c   b e h a v i o r   o f   s y s t e m .     K e y w o r d :   D i r e c t   P o w e r   C o n t r o l   ( D P C )   D o u b l y - f e d   I n d u c t i o n   G e n e r a t o r   ( D F I G )   A C / D C / A C   P W M   C o n v e r t e r   Co p y r i g h t   ©   2 0 1 2   I n s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e .     A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   A b d e l m a l e k   B o u l a h i a ,     L a b o r a t o r y   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,     M e n t o u r i   U n i v e r s i t y   o f   C o n s t a n t i n e ,   A l g e r i a .   E m a i l :   b o u l a h i a m a l e k @ y a h o o . f r       1 .   I N T R O D U C T I O N     T h e   d o u b l y - f e d   g e n e r a t o r s   ( D F I G )   h a v e   c l e a r   s u p e r i o r i t y   f o r   t h e   a p p l i c a t i o n s   o f   l a r g e   c a p a c i t y   a n d   l i m i t e d - r a n g e   s p e e d   c o n t r o l   c a s e   d u e   t o   t h e   p a r t i a l l y   r a t e d   i n v e r t e r ,   l o w e r   c o s t   a n d   h i g h   r e l i a b i l i t y .   T h e s e   c h a r a c t e r i s t i c s   e n a b l e   t h e   d o u b l y - f e d   w o u n d   r o t o r   i n d u c t i o n   m a c h i n e   t o   h a v e   v a s t   a p p l i c a t i o n s   i n   w i n d - d r i v e n   g e n e r a t i o n   [ 1 - 3 ] .   O n e   o f   t h e   m o s t   c o n v e n t i o n a l   c o n t r o l   m e t h o d s   f o r   D F I G   i s   v e c t o r   c o n t r o l   i n   w h i c h   r o t o r   c u r r e n t s   a r e   d e c u p l e d   i n t o   s t a t o r   a c t i v e   p o w e r   ( o r   t o r q u e )   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   ( o r   f l u x )   a n d   t h e s e   t w o   c u r r e n t s   a r e   c o n t r o l l e d   i n   t h e   r e f e r e n c e   f r a m e   f i x e d   t o   s t a t o r   f l u x   ( o r   v o l t a g e )   [ 4 ] - [ 5 ] .   I n   t h i s   m e t h o d   a c c u r a t e   v a l u e   o f   m a c h i n e   p a r a m e t e r s   s u c h   a s   r e s i s t a n c e s   a n d   i n d u c t a n c e s   a r e   r e q u i r e d   a n d   n o n l i n e a r   o p e r a t i o n   o f   c o n v e r t e r   f o r   t u n i n g   c u r r e n t   c o n t r o l l e r s   i s   n o t   c o n s i d e r e d .   S o   p e r f o r m a n c e   o f   v e c t o r   c o n t r o l   m e t h o d   i s   a f f e c t e d   b y   c h a n g i n g   m a c h i n e   p a r a m e t e r s   a n d   o p e r a t i o n   c o n d i t i o n .   D i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   ( D T C )   o f   i n d u c t i o n   m a c h i n e   d r i v e s   w a s   d e v e l o p e d   i n   t h e   m i d   1 9 8 0 s .   D T C   i s   b a s e d   o n   d e c o u p l e d   t o r q u e   a n d   f l u x   c o n t r o l   w h i c h   h a v e   v e r y   f a s t   a n d   p r e c i s e   d y n a m i c   w i t h o u t   u s i n g   i n n e r   c o n t r o l   l o o p .   t h e   c o n t r o l   o f   D F I G   i n   w h i c h   t h e   r o t o r   f l u x   i s   e s t i m a t e d   a n d   a n   o p t i m a l   s w i t c h i n g   t a b l e   i s   u s e d   b a s e d   o n   r o t o r   f l u x   p o s i t i o n ,   b a s e d   o n   D T C   s t r a t e g y ,   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   ( D P C )   i s   d e v e l o p e d   t o   c o n t r o l   t h e   D F I G   [ 4 ] .   T h e   G r i d   s i d e   c o n v e r t e r   ( G S C )   i s   u s e d   t o   m a i n t a i n   D C   l i n k   v o l t a g e   a t   d e s i r e d   r e f e r e n c e   l e v e l   f o r   a l l   o p e r a t i o n   c o n d i t i o n s   o f   D F I G .   T h e   c o n v e n t i o n a l   v o l t a g e - o r i e n t e d   c o n t r o l   ( V O C )   i s   u s e d   t o   c o n t r o l   G S C .   I n   t h i s   m e t h o d   t w o   d e c o u p l e d   c u r r e n t   c o n t r o l   l o o p s   a r e   u s e d   t o   c o n t r o l   D C   v o l t a g e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   w h i c h   r e s u l t   i n   c o m p l e x   a l g o r i t h m   a n d   d e p e n d e n c y   o f   s y s t e m   r e s p o n s e   o n   s y s t e m   p a r a m e t e r s   a n d   o p e r a t i o n   c o n d i t i o n .   B e c a u s e   o f   d e p e n d e n c e   o f   r o t o r   a c t i v e   p o w e r   o n   g e n e r a t o r   s p e e d ,   i t   h a s   f a s t   d y n a m i c   a n d   i n   o r d e r   t o   h a v e   c o n s t a n t   D C   v o l t a g e   t h e   G S C   m u s t   t r a n s m i t   t h e   a c t i v e   p o w e r   b e t w e e n   r o t o r   a n d   g r i d   w i t h   a   f a s t   r e s p o n s e .   I n   t h i s   p a p e r   t h e   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   D P C   i s   p r o p o s e d   t o   c o n t r o l   t h e   a c / d c / a c   c o n v e r t e r .   T h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   t h e   t e c h n i q u e   a n d   t h e   i m p r o v e m e n t   o f   t h e   w h o l e   s y s t e m   p e r f o r m a n c e   a r e   p r o v e d   b y   s i m u l a t i o n   s o f t w a r e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I J E C E     V o l .   2 ,   N o .   3 ,   J u n e   2 0 1 2   :     4 2 5     4 3 2   4 2 6 2 .   D I R E C T   P O W E R   C O N T R O L   T h e   D i r e c t   P o w e r   C o n t r o l   ( D P C )   i s   b a s e d   o n   t h e   i n s t a n t a n e o u s   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   c o n t r o l   l o o p .   T h e r e   a r e   n o   i n t e r n a l   c u r r e n t   c o n t r o l   l o o p   a n d   n o   P W M   m o d u l a t o r   b l o c k .   T h e   s w i t c h i n g   s t a t e   i s   d e t e r m i n e d   w i t h   a   s w i t c h i n g   t a b l e   b a s e d   o n   t h e   i n s t a n t a n e o u s   e r r o r s   b e t w e e n   t h e   c o m m a n d e d   a n d   e s t i m a t e d   v a l u e s   o f   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r .       B a s e d   o n   t h e   t h e o r y   o f   t h e   d i r e c t   s e l f   c o n t r o l   a n d   t h e   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   r e s p e c t i v e l y ,   t h e   g o a l   o f   e v e r y   d i r e c t   c o n t r o l   s t r a t e g y   i s   t o   m i n i m i z e   t h e   e r r o r s   b e t w e e n   r e f e r e n c e   a n d   a c t u a l   v a l u e s   i n   e a c h   s a m p l i n g   s t e p .   T h i s   i s   d o n e   b y   s e l e c t i n g   t h e   a p p r o p r i a t e   c o n v e r t e r   o u t p u t   v o l t a g e   v e c t o r   t o   p u s h   t h e   s t a t e   o f   t h e   s y s t e m   t o w a r d s   t h e   r e f e r e n c e   v a l u e s .   I n   t h i s   c a s e   t h e   c o n t r o l l e d   v a l u e s   a r e   t h e   i n s t a n t a n e o u s   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   c o m p o n e n t s   o f   t h e   s t a t o r   a n d   t h e   g r i d ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e   i n s t a n t a n e o u s   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   c o m p o n e n t s   f o r   a   t h r e e   p h a s e   s y s t e m   c a n   b e   c a l c u l a t e d   a s     = ( + )                                                                 ( 1 . a )                                                                         = ( )                                                             ( 1 . b )                                                                       T h e   p o w e r   r e f e r e n c e   v a l u e s   a r e   p r o v i d e d   f r o m   o u t e r   c o n t r o l   l o o p s ,   l i k e   t h e   d c - l i n k   ( v o l t a g e   o r   s p e e d )   c o n t r o l l e r .   D u e   t o   t h e   c a l c u l a t i o n   i s   d o n e   c o n t i n u o u s l y ,   a   d i r e c t   c o n t r o l   a l g o r i t h m   n e e d s   n o   m o d u l a t o r   a n d   i t   i s   a b l e   t o   r e a c h   t h e   m a x i m u m   d y n a m i c   c a p a b i l i t y   o f   t h e   s y s t e m .   F u r t h e r m o r e ,   n o   c o o r d i n a t e   t r a n s f o r m a t i o n s   a r e   r e q u i r e d .   T h e   c o n t r o l   l o o p s   a r e   b a s e d   o n   h y s t e r e s i s   r e g u l a t o r s .   T h e   a p p r o p r i a t e   v o l t a g e   v e c t o r   i s   s e l e c t e d   f r o m   a   p r é c a l c u l a t e d   s w i t c h i n g   t a b l e .   T h e   b l o c k   d i a g r a m   o f   a   a c / d c / a c   P W M   c o n v e r t e r   c o n t r o l l e d   p y   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   i n   D F I G   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 .   T h e   c o n t r o l   c o n s i s t s   o f   t w o   p a r t s ,   t h e   g r i d   s i d e   a n d   m a c h i n e   s i d e .       3 .   G R I D   S I D E   D I R E C T   P O W E R   C O N T R O L   T h e   D P C   m e t h o d   i s   s i m i l a r   t o   D i r e c t   T o r q u e   C o n t r o l   ( D T C )   f o r   i n d u c t i o n   m o t o r .   I n s t e a d   o f   t o r q u e   a n d   s t a t o r   f l u x   t h e   i n s t a n t a n e o u s   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r s   a r e   c o n t r o l l e d .   T h e   g r i d   s i d e   D P C   c o n t r o l s   t h e   a m p l i t u d e   o f   t h e   d c   l i n k   v o l t a g e   ( a c t i v e   p o w e r   f l o w ) .   B a s e d   o n   t h e   e q u i v a l e n t   c i r c u i t   o f   t h e   g r i d   s i d e   c o n v e r t e r   a n d   t h e   i n d u c t i v e   f i l t e r   c o n n e c t e d   t o   t h e   g r i d ,   t h e   v o l t a g e   e q u a t i o n   i s   g i v e n   a s     = + +                                           ( 2 )   W i t h                                                                                                                                       =                                             = 1 . 6 0                                                                         = 0 , 7                                             ( 3 )                                                                                         t h e   g r i d   s i d e   c o n v e r t e r   o u t p u t   v o l t a g e .   T h e   c h a n g e   o f   c u r r e n t   c a n   b e   c a l c u l a t e d   b y   n e g l e c t i n g   t h e   f i l t e r   r e s i s t a n c e   a s   f o l l o w s         ( )                                           ( 4 )     B y   c h a n g i n g   i n t o   d - q     r e f e r e n c e   f r a m e ,   w h i c h   i s   o r i e n t e d   w i t h   t h e   g r i d   v o l t a g e   v e c t o r   ( t h u s   v g q =   0 ) ,   t h e   c h a n g e   o f   t h e   i n s t a n t a n e o u s   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   c a n   b e   s i m p l i f i e d   t o     .                                       ( 5 . a )     .                                     ( 5 . b )     E q u a t i o n   ( 4 )   i n d i c a t e s   t h a t   t h e   g r i d   c u r r e n t   c h a n g e   D i g   i s   d i r e c t l y   c o n t r o l l e d   b y   t h e   a p p l i e d   v o l t a g e   v e c t o r   e g .   S i n c e   t h e   p o w e r   i s   l i n e a r   t o   t h e   c u r r e n t ,   i t   i s   p o s s i b l e   t o   c o n t r o l   b o t h   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   c o m p o n e n t s .   T h e   s e l e c t i o n   o f   t h e   v o l t a g e   v e c t o r   d e p e n d s   o n   t h e   l o c a t i o n   o f   t h e   g r i d   v o l t a g e   i n   t h e   a - b   p l a n e .   T h e r e f o r e   t h i s   p l a n e   i s   d i v i d e d   i n t o   k   =   1 2   s e c t o r s   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       D i r e c t   P o w e r   C o n t r o l   f o r   A C / D C / A C   C o n v e r t e r s   i n   D o u b l y   F e d   I n d u c t i o n   G e n r a t o r s     ( A .   B o u l a h i a )     4 2 7   F i g u r e   1 .   C o n v e n t i o n a l   s w i t c h i n g   t a b l e   b a s e d   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   f o r   a c / d c / d c   c o n v e r t e r   i n   D F I G         a )     b )   F i g u r e .   2     a   s p a c e   v e c t o r   i n   a b   p l a n e ,   b . c o n t r o l e d   t h e   p   a n d   q   p a y   t h e   a p p l i e d   v o l t a g e   v e c t o r   e g     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I J E C E     V o l .   2 ,   N o .   3 ,   J u n e   2 0 1 2   :     4 2 5     4 3 2   4 2 8 F i g u r e 2 . a   s h o w s   t h a t   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   v 1 ,   t h e   a c t i v e   p o w e r   w i l l   b e   d e c r e a s e d   a n d   t h e   r e a c t i v e   p o w e r   w i l l   b e   i n c r e a s e d .   A l s o   t h e   s a m e   s y n t h e s i s   i s   a p p l i e d   o f   t h e   o t h e r   v e c t o r s .     T h e   r e s u l t i n g   s w i t c h i n g   t a b l e   i s   s h o w n   i n   T a b l e   1 .     T a b l e . 1   O p t i m a l   s w i t c h i n g   t a b l e   f o r   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   o f   G S R         4 .   D I R E C T   P O W E R   C O N T R O L   F O R   R O T O R   S I D E   C O N V E R T E R   ( R S C )   A f t e r   c o n n e c t i n g   t h e   s t a t o r   o f   t h e   D F I G   t o   t h e   g r i d   t e r m i n a l s ,   t h e   D P C   s t r a t e g y   i s   a p p l i e d   a t   t h e   R o t o r   s i d e   C o n v e r t e r .   I n   t h e   D P C   s c h e m e ,   t h e   R s C   i s   c o n t r o l l e d   b y   t w o   h y s t e r e s i s   c o n t r o l l e r s :   o n e   o f   t h e m   i s   c o n t r o l l i n g   t h e   s t a t o r   a c t i v e   p o w e r   P s   a n d   t h e   o t h e r ,   t h e   s t a t o r   r e a c t i v e   p o w e r   Q s .   T h e   o u t p u t s   o f   t h e s e   c o m p a r a t o r s   f o r   t h e   p o w e r   e r r o r s ,   t o g e t h e r   w i t h   t h e   p o s i t i o n   o f   t h e   r o t o r   f l u x   v e c t o r ,   a r e   t h e   i n p u t s   o f   a n   o p t i m a l   s w i t c h i n g   t a b l e   t o   s e l e c t   a p p r o p r i a t e l y   t h e   i n s t a n t a n e o u s   v o l t a g e   v e c t o r   t o   a p p l y   f o r   t h e   i n v e r t e r   i n   o r d e r   t o   m a k e   t h e   d e s i r e d   a c t i o n   o n   t h e   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r s .   I t   m a k e s   s i x   a c t i v e   p o s s i b l e   r o t o r   v o l t a g e   v e c t o r s   a n d   t w o   i n a c t i v e   o n e s   t h a t   a r e   n o t   a p p l i e d .   T h i s   s w i t c h i n g   s t a t e   i s   f i x e d   u n t i l   t h e   n e x t   t i m e   s t e p   T 0   o f   t h e   a l g o r i t h m .   T h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   r o t o r   f l u x   a n d   t h e   r o t o r   v o l t a g e   v e c t o r s   i s   g i v e n   b y       = +                                               ( 6 )     T h e   r o t o r   f l u x   v a r i a t i o n   t h a t   t a k e s   p l a c e   a l o n g   t h e   a p p l i e d   r o t o r   v o l t a g e   v e c t o r :     = +                                                       ( 7 )     T h e   r o t o r   f l u x   c h a n g e   ( i n c r e m e n t )   f a l l s   o p p o s i t e   t o   t h e   a p p l i e d   v o l t a g e   v e c t o r s   d i r e c t i o n ,   a s   t h e   g e n e r a t o r   a s s o c i a t i o n   o f   s i g n s   w a s   a d o p t e d .   B u t ,   t h e   r o t o r   f l u x   i s   a s   f o l l o w s :     = +                                             ( 8 )     T h e   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   s t a t o r   p o w e r s   P s ,   Q s   ( w i t h   z e r o   s t a t o r   l o s s e s )   a r e     = ω .                                     ( 9 . a )     = ω .                                           ( 9 . b )     W i t h   E q u a t i o n   ( 8 ) ,   a n d   i n t r o d u c i n g   a   f l u x   p o w e r   a n g l e   g   b e t w e e n   a n d   P s   a n d   Q s   b e c o m e     = ω s i n                                                                   ( 1 0 . a )     = ω c o s                               ( 1 0 . b )     E q u a t i o n s   ( 1 0 . a )   a n d   ( 1 0 . b )   e x p r e s s   t h a t   t h e   s t a t o r   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r s   c a n   b e   c o n t r o l l e d   b y   a d j u s t i n g   a m p l i t u d e   o f   s t a t o r   a n d   r o t o r   f l u x   s p a c e   v e c t o r s   a n d   a n g l e   b e t w e e n   t h e m .     D i s i n v i t i n g   ( 1 0 . a )   a n d   ( 1 0 . b )   y i e l d s :     = ω | | | |                                 ( 1 1 . a )     = ω | | | |                                                     ( 1 1 . b )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       D i r e c t   P o w e r   C o n t r o l   f o r   A C / D C / A C   C o n v e r t e r s   i n   D o u b l y   F e d   I n d u c t i o n   G e n r a t o r s     ( A .   B o u l a h i a )     4 2 9 S o   b y   c h a n g i n g   Ψ r s i n   a n d ,   Ψ r c o s   s t a t o r   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   c a n   b e   v a r i e d ,   a s   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   2 .     F i g u r e   3 .   S t a t o r   a n d   r o t o r   f l u x   v e c t o r s   i n   r o t o r   r e f e r e n c e   f r a m e       S o ,   b y   v a r i a t i o n   o f   r o t o r   f l u x   v e c t o r   i n   s a m e   a n d   v e r t i c a l   d i r e c t i o n s   i n t o   r o t o r   f l u x   v e c t o r ,   t h e   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   c h a n g e ,   r e s p e c t i v e l y   R o t o r   c o n v e r t e r   o u t p u t   v o l t a g e   s p a c e   v e c t o r s   i n   r o t o r   r e f e r e n c e   f r a m e   f o r   a   t w o   l e v e l   c o n v e r t e r   i s   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   4 .   I t   c a n   b e   d i v i d e d   i n   z e r o   v o l t a g e   v e c t o r s   ( V 0   a n d   V 7 )   a n d   a c t i v e   v o l t a g e   v e c t o r s   ( V 1   V 6 ) .       F i g u r e   4 .   R o t o r   c o n v e r t e r   o u t p u t   v o l t a g e   s p a c e   v e c t o r s   f o r   a   t w o   l e v e l   c o n v e r t e r       B a s e d   o n   t h e   s i g n   o f   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   e r r o r s ,   w i t h   r o t o r   f l u x   v e c t o r   i n   s e c t o r   K ,   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   v o l t a g e   v e c t o r s   V ( K   + 1 )   a n d   V ( K   + 2 )   w o u l d   i n c r e a s e   t h e   d e l i v e r e d   s t a t o r   a c t i v e   p o w e r ,   w h i l e   t h e   v e c t o r s   V ( K   1 )   a n d   V ( K   2 )   w o u l d   r e d u c e   i t .   M o r e o v e r ,   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   V ( k ) ,   V ( K   1 ) ,   a n d       V ( K   2 )   w o u l d   d e c r e a s e   t h e   d e l i v e r e d   r e a c t i v e   p o w e r ,   w h i l e   V ( k ) ,   V ( K + 1 ) ,   V ( K + 2 ) ,   a n d   V ( K + 3 )   w o u l d   i n c r e a s e   i t .   T h e   r e a c t i v e   p o w e r   c o n t r o l   i s   t h e   s a m e   i n   m o t o r   a n d   g e n e r a t o r   o p e r a t i o n   m o d e s .   T a b l e   2   i l l u s t r a t e s   t h e   s e l e c t i o n   o f   v o l t a g e   v e c t o r   b y   ( E q u a t i o n   1 1 )   a n d   t h e   s e c t o r .       T a b l e - 2   O p t i m a l   s w i t c h i n g   t a b l e   f o r   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   o f   D F I G       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I J E C E     V o l .   2 ,   N o .   3 ,   J u n e   2 0 1 2   :     4 2 5     4 3 2   4 3 0 5 .   S I M U L A T I O N   R E S U L T S   T h e   s i m u l a t e d   s y s t e m   p a r a m e t e r s   a r e   s h o w n   i n   t a b l e   4 .   T h e   s i m u l a t i o n   i s   p e r f o r m e d   b y   M a t l a b / S i m u l i n k   s o f t w a r e     T a b l e   4 .   P a r a m e t e r s   o f   s i m u l a t i o n   o f   D F I G                                 T h e   s i m u l a t i o n   o f   t h e   p r o p o s e d   c o n t r o l   s c h e m e   h a s   b e e n   p e r f o r m e d   u n d e r   t w o   d i f f e r e n t   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s .     F i g u r e   6 .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t s   u n d e r   h y p e r s y n c h r o n o u s   s p e e d :   1 7 5   r a d / s   a c t i v e   p o w e r   s t e p     f r o m   1 . 6 . 1 0 6   W   ( m o t o r   m o d e )   t o   - 1 . 6 . 1 0 6   W .   ( g e n e r a t o r   m o d e ) .   0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 - 2 0 2 x   1 0 6 P s ( W ) , Q s ( V A R ) 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 - 2 0 0 0 0 2 0 0 0 i s ( A ) 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 - 2 0 0 0 0 2 0 0 0 i r ( A ) 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 r o t r   s p e e d ( r a d / s ) 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 1 1 5 0 1 2 0 0 1 2 5 0 U d c ( V ) t ( s )         G e n e r a t o r   Ra t e d   P o w e r   2 M W   S t a t o r   v o l t a g e   6 9 0   V   Rs   0 . 0 1 0 8   p u   Rr   0 . 0 1 2 1   p u   L l s   0 . 1 0 2   p u   L l r   0 . 1 1   p u   L m   3 . 3 6 2   p u   H   0 . 5   P o l e   p a i r e s   2     Co n v e r t e r   D l i n k   v o l t a g e   1 2 0 0 V   D l i n k   c a p a c i t o r   1 6 m F   G r i d   s i d e   i n d u c t a n c e   0 . 4 m f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       D i r e c t   P o w e r   C o n t r o l   f o r   A C / D C / A C   C o n v e r t e r s   i n   D o u b l y   F e d   I n d u c t i o n   G e n r a t o r s     ( A .   B o u l a h i a )     4 3 1   F i g u r e   7 .   t h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t s   u n d e r   s u b s y n c h r o n o u s   s p e e d :   1 1 0   r a d / s   a c t i v e   p o w e r   s t e p     f r o m   1 . 6 . 1 0 6   W   ( m o t o r   m o d e )   t o   - 1 . 6 . 1 0 6   W   ( g e n e r a t o r   m o d e )       6 .     C O N C L U S I O N     A   n e w   c o n t r o l   s c h e m e   f o r   ( a c / d c / a c )   c o n v e r t e r   t o   c o n t r o l   d o u b l y - f e d   a s y n c h r o n o u s   g e n e r a t o r   i s   p r o p o s e d   a n d   e v a l u a t e d   b y   s i m u l a t i o n   i n   t h i s   p a p e r .   T h e   D P C   t e c h n i q u e   i s   a p p l i e d   f o r   t h e   t o w   s i d e   ( G r i d   a n d   r o t o r   s i d e ) .   T h e   p r o p o s e d   s c h e m e   h a s   t h e   a d v a n t a g e s   o f   s i m p l e   a l g o r i t h m ,   g o o d   d y n a m i c   p e r f o r m a n c e s ,   e s p e c i a l l y ,   c a n   o b t a i n   s t a b l e   d c - b u s   v o l t a g e   a t   d e s i r e d   r e f e r e n c e   l e v e l ,   i n   a l l   o p e r a t i o n   c o n d i t i o n s .       R E F R E N C E S   [ 1 ]   G .   A b a d ,   M .   A .   Ro d r i g u e z ,   J .   P o z a ,   P r e d i c t i v e   D i r e c t   P o w e r   Co n t r o l   o f   t h e   D o u b l y   F e d   I n d u c t i o n   M a c h i n e   w i t h   Re d u c e d   P o w e r   Ri p p l e   a t   L o w   Co n s t a n t   S w i t c h i n g   F r e q u e n c y ,   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   I n d u s t r i a l   E l e c t r o n i c s ,   I S I E ,   p p .   1 1 1 9 - 1 1 2 4 ,   J u n e   2 0 0 7 .   [ 2 ]   R.   P e n a ,   J .   C.   Cl a r e ,   a n d   G .   M .   A s h e r ,   D o u b l e   f e d   i n d u c t i o n   g e n e r a t o r   u s i n g   b a c k - t o - b a c k   P W M   c o n v e r t e r   a n d   i t s   a p p l i c a t i o n   t o   v a r i a b l e - s p e e d   w i n d   e n e r g y   g e n e r a t i o n ,   P r o c .   I E E   B   E l e c t r .   P o we r   A p p l . ,   v o l .   1 4 3 ,   n o . 3 ,   p p .   2 3 1 2 4 1 ,   M a y   1 9 9 6 .     [ 3 ]   C.   Ch u ,   C.   H u n g ,   Y .     Z h e n g   L i n ,   a n d   Z .   G u e y ,   U n i v e r s a l   f i e l d - o r i e n t e d   r o t o r - s i d e   c o n t r o l l e r s   f o r   d o u b l y - f e d   i n d u c t i o n   g e n e r a t o r s ,   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   P o we r   E l e c t r o n i c s   a n d   D r i v e   S y s t e m s ,   ( P E D S ) ,   p p .   3 4 2     3 4 7 ,   2 0 0 9 .   [ 4 ]   A .   B a k t a s h ,   A .   V a h e d i ,   M .   A .   S . M a s o u m ,   N e w   S w i t c h i n g   T a b l e   f o r   I m p r o v e d   D i r e c t   P o w e r   C o n t r o l   o f   T h r e e   P h a s e   P W M   Re c t i f i e r ,   A u s t r a l i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o n i c s   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   5 ,   n o .   2 ,     p p .   1 6 1 - 1 6 7 ,   2 0 0 9 .   [ 5 ]   M .   M a l i n o w s k i ,   M   K a z m i e r k o w s k i ,   A .   T r z y n a d l o w s k i ,   A   Co m p a r a t i v e   S t u d y   o f   Co n t r o l   T e c h n i q u e s   f o r   P W M   Re c t i f i e r s   i n   A A d j u s t a b l e   S p e e d   D r i v e s ,   I E E E   T r a n s .   o n   P o we r   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   1 8 ,   n o .   6 ,   N o v e m b e r ,   2 0 0 3 .   [ 6 ]   M .   K a z e m i ,   A .   Y a z d a n k h a h ,   H .   K o j a b a d i ,   D i r e c t   P o w e r   Co n t r o l   o f   D F I G   Ba s e d   o n   D i s c r e t e   S p a c e   V e c t o r   M o d u l a t i o n ,   E l s e v i e r   R e n e wa b l e   E n e r g y ,   v o l .   3 5 ,   N o .   5 ,   p p .   1 0 3 3 - 1 0 4 2 ,   M a y   2 0 1 0 .       [ 7 ]   H .   K o ,   G .   Y o o n ,   N .   K y u n g ,   W .     H o n g ,   M o d e l i n g   a n d   C o n t r o l   o f   D F I G - B a s e d   V a r i a b l e - S p e e d   W i n d - T u r b i n e ,   E l s e v i e r ,   E l e c t r i c   P o w e r ,   E l s e v i e r ,   E l e c t r i c   P o we r   S y s t e m s   R e s e a r c h ,   v o l .   7 8 ,   i s s u e   1 1 ,   p p .   1 8 4 1 - 1 8 4 9 ,   N o v e m b e r   2 0 0 8 .                     0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 - 2 0 2 x   1 0 6 P s ( W ) , Q s ( V A R ) 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 - 2 0 0 0 0 2 0 0 0 i s ( A ) 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 - 2 0 0 0 0 2 0 0 0 i r ( A ) 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 8 0 1 0 0 1 2 0 r o t r   s p e e d ( r a d / s ) 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 1 1 5 0 1 2 0 0 1 2 5 0 U d c ( V ) t ( s ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                I J E C E     V o l .   2 ,   N o .   3 ,   J u n e   2 0 1 2   4 3 2 B I O G R A P H Y   O F   A U T H O R         A .   B o u l a h i a A L G E RI A ,   i n   2 0 0 5 .   a   m a s t e r   d e g r e e   i n   m o d e l i n g   a n d   c o n t r o l   o f   e l e c t r i c a l   m a c h i n e s .   P r e p a r e   d o c t o r a l   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g .   H i s   p r o f e s s i o n a l   r e s e a r c h   i n   p o w e r   e l e c t r o n i c   s y s t e m   c o n t r o l .           K .   N a b t i   U n i v e r s i t y   o f   Co n s t a n t i n e   /   A l g e r i a   i n   2 0 0 3 ;   a   m a s t e r   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   m a c h i n e s   c o n t r o l .   P r e p a r e   d o c t o r a l   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g .   H i s   p r o f e s s i o n a l   r e s e a r c h   i n   f u z z y   l o g f i e l d   o r i e n t e d   c o n t r o l   a n d   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   f o r   A m a c h i n e s   d r i v e s H e   w o r k e d   a t   V S I   ( v e r r i e r   S i l i c e   i n t e r n a t i o n a l )   f r o m   J u l y   2 0 0 4   t o   N o v e m b e r   2 0 0 5 .   H e   i s   c u r r e n t l y   d o c t o r   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   i n   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a t   Co n s t a n t i n e   U n i v e r s i t y   A l g e r i a .         H .   B e n a l l a   ( P r ) e n g i n e e r   d e g r e e s   i n   p o w e r   e l e c t r o n i c s ,   f r o m   t h e   N a t i o n a l   P o l y t e c h n i c   I n s t i t u t e   o f   T o u l o u s e ,   F r a n c e ,   r e s p e c t i v e l y ,   i n   1 9 8 1 ,   a n d   1 9 E n g i n e e r i n g   f r o m   u n i v e r s i t y   o f   J u s s i e u E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   i n   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a t   Co n s t a n t i n e   U n i v e r s i t y   A l g e r i a .                             :     4 2 5     4 3 2     A .   B o u l a h i a   r e c e i v e d   t h e   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g   f r o m   Co n s t a n t i n e ,   u n i v e r s i t y ,   A L G E RI A ,   i n   2 0 0 5 .   a   m a s t e r   d e g r e e   i n   m o d e l i n g   a n d   c o n t r o l   o f   e l e c t r i c a l   m a c h i n e s .   P r e p a r e   d o c t o r a l   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g .   H i s   p r o f e s s i o n a l   r e s e a r c h   i n   p o w e r   e l e c t r o n i c   s y s t e m   K .   N a b t i   ( D r )   w a s   b o r n   i n   1 9 7 9   Co n s t a n t i n e ,   A L G E RI A .   Re c e i v e d   a n   e n g i n e e r   f r o m   t h e   U n i v e r s i t y   o f   Co n s t a n t i n e   /   A l g e r i a   i n   2 0 0 3 ;   a   m a s t e r   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   m a c h i n e s   c o n t r o l .   P r e p a r e   d o c t o r a l   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g .   H i s   p r o f e s s i o n a l   r e s e a r c h   i n   f u z z y   l o g f i e l d   o r i e n t e d   c o n t r o l   a n d   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   f o r   A m a c h i n e s   d r i v e s H e   w o r k e d   a t   V S I   ( v e r r i e r   S i l i c e   i n t e r n a t i o n a l )   f r o m   J u l y   2 0 0 4   t o   N o v e m b e r   2 0 0 5 .   H e   i s   c u r r e n t l y   d o c t o r   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   i n   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a t   t a n t i n e   U n i v e r s i t y   A l g e r i a .   H .   B e n a l l a   ( P r )   w a s   b o r n   i n   Co n s t a n t i n e ,   A l g e r i a   i n   1 9 5 7 .   H e   r e c e i v e d   t h e   M S ,   a n d   D o c t o r a t e   e n g i n e e r   d e g r e e s   i n   p o w e r   e l e c t r o n i c s ,   f r o m   t h e   N a t i o n a l   P o l y t e c h n i c   I n s t i t u t e   o f   T o u l o u s e ,   F r a n c e ,   r e s p e c t i v e l y ,   i n   1 9 8 1 ,   a n d   1 9 8 4 .   I n   1 9 9 5 ,   h e   r e c e i v e d   t h e   P H D   d e g r e e s   i n   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   f r o m   u n i v e r s i t y   o f   J u s s i e u - P a r i s   V I ;   F r a n c e .   S i n c e   1 9 9 6 ,   h e   i s   c u r r e n t l y   p r o f e s s o r   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   i n   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a t   Co n s t a n t i n e   U n i v e r s i t y                 I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   a l   e n g i n e e r i n g   f r o m   Co n s t a n t i n e ,   u n i v e r s i t y ,   A L G E RI A ,   i n   2 0 0 5 .   a   m a s t e r   d e g r e e   i n   m o d e l i n g   a n d   c o n t r o l   o f   e l e c t r i c a l   m a c h i n e s .   P r e p a r e   d o c t o r a l   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g .   H i s   p r o f e s s i o n a l   r e s e a r c h   i n   p o w e r   e l e c t r o n i c   s y s t e m   w a s   b o r n   i n   1 9 7 9   Co n s t a n t i n e ,   A L G E RI A .   Re c e i v e d   a n   e n g i n e e r   f r o m   t h e   U n i v e r s i t y   o f   Co n s t a n t i n e   /   A l g e r i a   i n   2 0 0 3 ;   a   m a s t e r   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   m a c h i n e s   c o n t r o l .   P r e p a r e   d o c t o r a l   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g .   H i s   p r o f e s s i o n a l   r e s e a r c h   i n   f u z z y   l o g i c   a n d   f i e l d   o r i e n t e d   c o n t r o l   a n d   d i r e c t   t o r q u e   c o n t r o l   f o r   A m a c h i n e s   d r i v e s   H e   w o r k e d   a t   V S I   ( v e r r i e r   S i l i c e   i n t e r n a t i o n a l )   f r o m   J u l y   2 0 0 4   t o   N o v e m b e r   2 0 0 5 .   H e   i s   c u r r e n t l y   d o c t o r   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   i n   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a t   w a s   b o r n   i n   Co n s t a n t i n e ,   A l g e r i a   i n   1 9 5 7 .   H e   r e c e i v e d   t h e   M S ,   a n d   D o c t o r a t e   e n g i n e e r   d e g r e e s   i n   p o w e r   e l e c t r o n i c s ,   f r o m   t h e   N a t i o n a l   P o l y t e c h n i c   I n s t i t u t e   o f   T o u l o u s e ,   8 4 .   I n   1 9 9 5 ,   h e   r e c e i v e d   t h e   P H D   d e g r e e s   i n   E l e c t r i c a l   P a r i s   V I ;   F r a n c e .   S i n c e   1 9 9 6 ,   h e   i s   c u r r e n t l y   p r o f e s s o r   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   i n   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a t   Co n s t a n t i n e   U n i v e r s i t y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.