I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  1 6 ,   No .   2 ,   J u n 2 0 2 5 ,   p p .   1356 ~ 1 3 6 7   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 1 6 . i2 . p p 1 3 5 6 - 1 3 6 7          1356       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Ada ptive  co nt ro schem e of va ria bl e speed  wind  turb ines for  frequen cy  suppo r t       L eo na rdo   J a v ier  O ntiv er o s ,   Ant o nio   E rnesto   Sa ra s ua ,   Ci nd y   M a drid - C hirin o s   I n st i t u t e   o f   El e c t r i c a l   En e r g y   ( I EE),  F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   N a t i o n a l   U n i v e r si t y   o f   S a n   J u a n   ( U N S J) ,   S a n   J u a n ,   A r g e n t i n a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   2 4 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma r   5 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma y   6 ,   2 0 2 5       Wi n d   g e n e ra ti o n   h a e x p e rien c e d   sig n if ica n g r o wth   in   p o we sy st e m s,  d u e   to   t h e   h ig h   a v a il a b il it y   o t h e   p rima ry   re so u rc e   a n d   th e   m a tu r it y   o i ts   tec h n o l o g y ,   w h ich   a ll o ws   a   fa st  c o n tr o o f   a c ti v e   a n d   re a c ti v e   p o we r .   Ho we v e r,   it m a in   d isa d v a n tag e   is  th e   lac k   o c o n tro l lab il it y   o v e th e   p rima ry   re so u rc e .   Th is  lea d to   u n wa n ted   fre q u e n c y   o sc il latio n th a a ffe c th e   p o we sy ste m   se c u rit y   a wi n d   p e n e trati o n   in c re a se s.  Th is   is  d u e   t o   t h e   in e rti a   o win d   tu r b in e is  d e c o u p led   fro m   th e   i n e rti a   o sy n c h ro n o u s   m a c h in e c o n n e c ted   to   th e   p o w e sy ste m .   Ba s e d   o n   th e   a fo re m e n ti o n e d   in fo rm a ti o n ,   th is   p a p e a n a ly se t h e   sta te  o f   t h e   a rt  o c o n tr o stra t e g ies   th a t   a ll o win d   tu r b in e t o   p a rti c ip a te  in   th e   fre q u e n c y   c o n tro o t h e   p o we r   sy ste m .   Th e   m a in   c o n tr ib u ti o n   o th is  w o rk   is  th e   n o v e c o n tr o stra teg y   p ro p o se d ,   wh ich   imp lem e n ts  a   v ir tu a sy n c h ro n o u m a c h in e   c o n tr o l led   b y   a n   a d a p ti v e   c o n tro s y ste m   to   e n h a n c e   th e   tran sie n re sp o n se   o th e   win d   tu rb i n e .   Th is   sc h e m e   a ll o ws   e ffi c ien m a n a g e m e n o th e   tu r b in e ' ro tati n g   re se rv e   with o u th e   n e e d   to   re d u c e   it o u t p u p o we o u se   e x p e n si v e   e n e rg y   sto ra g e   sy ste m s.   Th is   so l u ti o n   is   su it a b le  f o r   p o we sy ste m wit h   h ig h   wi n d   p e n e tratio n   (a b o v e   2 0 % ).   Th e   v a li d it y   o t h is  p ro p o sa l   is  d e m o n stra ted   th ro u g h   d y n a m ic sim u lati o n s i n   a   tes sy ste m .   K ey w o r d s :   Ad ap tiv co n tr o l sch em e   Fre q u en cy   c o n tr o l   T r an s ien t r esp o n s e   V ir tu al  s y n ch r o n o u s   m ac h i n e   W in d   g en er atio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   L eo n ar d o   On tiv er o s   I n s titu te  o f   E lectr ical  E n er g y   ( I E E ) Facu lty   o f   E n g in ee r in g ,   Natio n al  Un iv er s ity   o f   San   J u an   ( UNSJ )   Av .   L ib er tad o r   1 1 0 9   W est San   J u an   5 4 0 0 ,   Ar g en tin a   E m ail:  lo n tiv er o s @ iee - u n s jco n icet. o r g       1.   I NT RO D UCT I O N   T h d ep letio n   o f   wo r l d   f o s s il  f u els  r eser v es   an d   th g r o win g   en v ir o n m en tal  p o ll u tio n   h av o r ig in ated   th d ev elo p m en o f   r en ewa b le   en er g y   s o u r ce s   i n   r ec en t   d ec ad es.   C u r r en tly ,   r en ewa b le  en e r g ies  h av b ee n   estab lis h ed   ar o u n d   th wo r ld   as  an   im p o r tan t   s o u r ce   o f   en e r g y .   Du e   to   its   r ap id   g r o wth ,   th e   en e r g y   s ec to r   o f   d ev el o p in g   co u n tr i es  is   s h if tin g   t o   e n er g y   tr an s iti o n ”  wh e r r e n ewa b le  e n er g y   p lay s   lead i n g   r o le   m o v in g   f r o m   c o n v e n tio n al  s ch em b ased   o n   t h er m al,   an d   n u clea r   p o we r   p lan ts   to   an   alt er n ativ g en e r atio n   s ch em e.   W ith in   th r en ewa b le  e n er g y   p o r tf o lio ,   win d   g en er atio n   h a s   ex p er ien ce d   co n s id er ab le  g r o wth   in   r ec en y ea r s ,   c u r r e n tly   it  is   o n o f   th m o s attr ac tiv al ter n ativ es  [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h e   ad v a n tag es  ar th h ig h   av ailab ilit y   o f   th p r im ar y   r eso u r ce ,   th m atu r ity   o f   th tec h n o lo g y   with   in cr ea s in g ly   co m p etitiv co s ts ,   an d   th co n n ec tio n   to   th elec tr ica n etwo r k   th r o u g h   elec tr o n ic  p o wer   d ev ices  allo ws  r ap id   c o n tr o o f   ac tiv an d   r ea ctiv p o wer   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Am o n g   th d is ad v a n tag es  o f   win d   g en er atio n   in cl u d h i g h   in s talla tio n   co s ts   an d   lac k   o f   co n tr o llab ilit y   o v er   th p r im ar y   r eso u r ce   [ 2 ] .   Dep e n d i n g   o n   p r im ar y   e n er g y   s o u r ce   th at  is   n o ea s y   co n tr o llab le  an d   u n d er   s ig n if ican p en etr atio n   lev el,   wi n d   g en er atio n   lead s   to   co n f licts   in   th elec tr ica l   p o wer   s y s tem .   Fo r   t h is   r ea s o n ,   elec tr icity   c o m p an ies  ar f o r ce d   to   ev alu ate   th e   in f lu e n ce   o f   win d   g e n er atio n   o n   v ar io u s   asp ec ts   o f   th elec tr icity   s y s tem   [ 4 ] .   Am o n g   t h em ,   we  ca n   h ig h lig h th p o wer   q u ality   ( e. g . ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       A d a p tive  co n tr o l sch eme   o f v a r ia b le  s p ee d   w in d   tu r b in es fo r   fr eq u en cy   s u p p o r t   ( Leo n a r d o   On tivero s )   1357   v o ltag v io latio n s ,   an d /o r   in s u f f icien r eser v o f   r ea ctiv e   p o wer )   a n d   th p o wer   s y s t em   s ec u r ity   ( e. g . ,   p r o b lem s   ass o ciate d   with   th e   g en e r atio n   r eser v e   d u e   to   th im p o s s ib ilit y   to   co n tr o l   th p r im ar y   en er g y   s o u r ce ) .   C o n s id er in g   th ese  p r o b lem s   ca u s ed   b y   th in co r p o r a tio n   o f   win d   g en er atio n   in to   th p o wer   s y s tem ,   it  is   n ec ess ar y   to   an aly ze   an d   d e v elo p   s o lu tio n s   to   m in im ize  it s   im p ac t.   T h i s   wo r k   ev a lu a te s   an   im p o r tan a s p ec o f   th p o w er   s y s tem   s ec u r i ty :   th f r eq u en c y   co n tr o l .   Fre q u en c y   co n tr o i s   s er io u s ly   af f ec ted   in   s y s te m s   wi th   h i g h   l ev e l o f   w in d   p en etr at io n   ( W P).   T h i s   is   d u e   t o   th in e r t ia  o f   w in d   tu r b in e s   ( W T s )   i s   d ec o u p led   f r o m   th i n er t ia  o f   s y n ch r o n o u s   m ac h in es  co n n ec ted   to   th e   p o wer   s y s t em .   I n   th ca s e   o f   W T   wi th   f u l l - s c ale   p o wer   c o n v er t er ,   th m en tio n ed   co n v er t er   d ec o u p le s   th e   r o to r   s p ee d   f r o m   th e   s y s te m   f r eq u e n cy .   I n   th i s   way ,   wh en   d i s tu r b a n ce   o cc u r s ,   th e s e   W T s   d o   n o o f f er   a n   in er ti al  r e s p o n s e t h er ef o r e ,   t h d y n am ic  r e s p o n s o f   th p o wer   s y s tem   i s   l es s   d am p ed   t h an   th ca s wh en   th W P   i s   lo w.   T h en ,   if   th W lev el   co n tin u e s   to   in cr ea s e ,   t h to t al   in er ti o f   th p o wer   s y s te m   r e d u ce s ,   an d   it   i s   n ec e s s ar y   to   in cr e a s e   th g en er at io n   r e s er v in   th e   e le ctr ic al   s y s t em .   I n   W T s ,   th i s   g en er at io n   r es er v i s   o b t ain ed   b y   r ed u ci n g   th e ir   o u tp u p o wer ,   th is   ca u s e s   th d i s p at ch   o f   co n v en tio n al  p o wer   p lan t s   in   o r d er   to   co v er   th s a m d e m a n d ,   le ad in g   to   g r e at er   p o llu tio n   an d   co n t r ad ic tin g   th p u r p o s f o r   wh ich   t h ey   wer d es ig n ed   ( cl ea n   en er g y ) .   On   th o th e r   h an d ,   if   th g en er a tio n   r e s er v e   i s   n o t   in cr ea s e d   an d   a   d i s tu r b a n ce   o cc u r s ,   th s y s tem   p r es en t s   r e d u ce d   in er ti v al u th a t   lead s   to   g r ea ter   f r e q u en cy   d ev ia t io n s   f r o m   it s   n o m in a l   v a lu e,   wh i ch   ca n   c au s e   t h e   d i s c o n n e ct io n   o f   th e   lo ad   o r   ev en ,   in   ex tr em e   c a s e s ,   th e   co ll ap s e   o f   th ele ct r i ca l   s y s t em .   B ased   o n   th af o r em e n tio n ed   in f o r m atio n ,   f ir s th is   p ap er   an aly s es  th s tate  o f   th ar o f   co n tr o l   s tr ateg ies  th at  allo W T s   to   p ar ticip ate  in   th f r eq u en cy   co n tr o o f   t h p o wer   s y s tem .   T h en ,   n o v el  co n tr o s tr ateg y   is   p r o p o s ed ,   wh ich   i m p lem en ts   v ir tu al   s y n ch r o n o u s   m ac h in c o n tr o lled   b y   an   ad a p tiv c o n tr o l   s ch em to   en h a n ce   th tr a n s i en r esp o n s o f   th W T .   T h is   co n tr o p r o p o s al  tak es  ad v an tag o f   th k in etic   en er g y   s to r ed   i n   th e   in er tia  o f   th r o tatin g   m ass ,   th er e b y   o b tain in g   th e   g e n er atio n   r eser v with o u r e d u cin g   th o u tp u p o wer   o f   th W T .   T h is   s o lu tio n   allo ws  in cr ea s in g   W with o u th n ee d   to   in cr ea s th g en er atio n   r eser v o f   co n v en tio n al   g en er atio n   p lan ts .   T h is   alter n ativ i s   id ea f o r   p o wer   s y s tem s   with   h ig h   W ( ab o v e   2 0 %),   ch ar ac te r ized   b y   th eir   s to ch asti c,   n o n - lin ea r   an d   tim e - v ar y i n g   b e h av io r .   T h is   is   d em o n s tr ated   b y   d y n am i s im u latio n s   in   a   test   s y s tem .       2.   M E T H O D   C u r r en tech n o lo g ical  d e v elo p m en ts   en h an ce   th co n tr o ca p ab ilit ies  o f   W T s ,   allo win g   w in d   f ar m s   to   p ar ticip ate  in   th f r e q u en c y   co n tr o l o f   t h elec tr ical  s y s tem   an d   co n s eq u en tly ,   to   im p r o v th p o wer   s y s tem   s ec u r ity .   T h is   lead s   to   th r ev is io n   o f   th c u r r e n g r id   co d es   b y   s y s tem   o p e r ato r s .   No wad ay s ,   th er ar t h r ee   p r in cip les  to   p er f o r m   f r e q u en c y   co n tr o with   win d   f ar m s   [ 5 ] ,   [ 6 ] d r o o p   co n tr o l,  d am p in g   c o n tr o l,  an d   in er tial   co n tr o l.   I n   th e   d r o o p   co n tr o l,   th p o wer   o f   th W T   is   p r o p o r tio n al  t o   th d ev iatio n   o f   f r eq u e n cy   ( Δf ) ,   as   o cc u r s   in   co n v en tio n al  g e n er ato r s .   Gen er ally ,   a   d r o o p   f ac to r   ( R )   b etwe en   0 . 0 3   an d   0 . 0 5   p u   is   u s ed .   Fo r   ex am p le,   if   th e   v al u o f   R   is   0 . 0 5 ,   an d   th e   ac tu al   f r e q u en c y   v a r ies  f r o m   1 . 0   p u   to   0 . 9 5   p u ,   t h p o wer   o f   th e   d r o o p   co n tr o     v ar ies f r o m   0   p u   to   1 . 0   p u   is   ( 1 ) .       = ( 0 ) =   [  ]   ( 1 )     W h er 0   is   th r ated   f r eq u en cy   ( 1 . 0   pu )   an d     is   th ac tu al  f r eq u en cy   in   pu .   No te  th at      is   p o s iti v wh en     is   less   th an   0 .   T h d am p i n g   co n tr o ca lcu l ates  p o wer   co m p o n e n    th at  h elp s   to   atten u ate  u n w an ted   o s cillatio n s .   T h is   ter m   is   n o alwa y s   u s ed g en er ally ,   it  is   a p p lied   wh e n   th s y s tem   p r ese n ts   an   u n d er d a m p ed   r esp o n s o r   f r e q u en cy   v ar iatio n s   ca u s ed   b y   r en ewa b le  g en e r atio n .   I n   o r d er   to   ca lcu late  th e   v alu o f    ,   a   d am p in g   co ef f icien   is   em p lo y ed   as   ( 2 ) .      = = ( 0 ) [  ]   ( 2 )     I n   in er tial  co n tr o l,  th p o wer   g en er ated   b y   th W T   is   p r o p o r tio n al  to   th d er iv ativ o f   th s y s tem   f r eq u e n cy .   I n   th s tr ict  s en s e,   th is   co m p o n e n is   o b tain ed   f r o m   th d if f er e n tial  eq u atio n   th at  d escr ib es  th e   d y n am ic  b eh av io r   o f   th W T ,   g iv en   as   ( 3 ) .       =   [ N. m ]     ( 3 )     W h er    is   th m o m en o f   in er tia  o f   th W T   in   k g . m 2   is   th r o to r   s p ee d   in   r ad /s ,     an d     ar th m ec h an ical  an d   elec tr o m ag n etic  to r q u r esp ec tiv ely   in   New to n - m eter   ( N. m ) .   Usu ally ,   th p a r am eter s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   2 J u n e   20 25 1 3 5 6 - 1367   1358   em p lo y ed   in   d y n a m ic  s tab ilit y   s tu d ies  u s th in e r tial  co n s t a n ( H )   in s tead   o f   J ,   wh ic h   is   d ef in ed   as  th e   r atio   b etwe en   th k in etic  en er g y   s to r ed   in   th r o tatin g   m ass   an d   th r ated   p o wer   o f   th W T .   Gen er ally ,   in   p o wer   s y s tem s ,   ty p ical  v alu es o f   H   v ar y   b etwe en   2   s   an d   9   s   ( 4 ) .     = 1 2  0 2   [s ]   ( 4 )     W h er 0   is   th r ated   s p ee d   o f   th W T   in   r ad /s ,   an d     is   th r ated   p o wer   in   VA.   T h e   q u o tien b etwe en     an d   0   is   th r o to r   s p ee d   in   pu   as in   ( 5 ) .      = 0   [  ]   ( 5 )     C o n s id er in g   th at  th p r o d u ct  b etwe en   th to r q u an d   th r o to r   s p ee d   is   th r o t o r   p o wer ,   an d   r ep lacin g   ( 4 )   a n d   ( 5 )   in   ( 3 ) ,   t h d if f er en tial o f   th W T   is   o b tain ed   as ( 6 ) .     2   =   [  ]     ( 6 )     T h ( 6 )   d escr ib es  th i n er tia  p o wer   co m p o n e n o f   a   W T ,   o b tain e d   f r o m   th r o to r   s p e ed   a n d   th e   in er tia   co n s tan t.  Ho wev er ,   f u ll - s ca le   co n v er te r   W T s   d ec o u p le  t h in er tial  r esp o n s o f   th r o t o r   f r o m   th p o wer   s y s tem .   T h is   is   ac co m p lis h ed   b y   th e   s p ee d   r e g u lato r   o f   th W T ,   wh ich   s ets  th e   r ef e r en ce   p o wer   to   t h e   elec tr o n ic  co n v er ter .   B ased   o n   th is ,   it   is   p o s s ib le  to   s et  an o th er   v alu o f   th i n er tial  p o wer   co m p o n e n t,  b y   em p lo y in g   th s y s tem   f r eq u e n cy   m ea s u r ed   at  th p o in o f   co m m o n   co u p lin g   o f   th W T   ( f ) ,   an d   v ir tu al   in er tia  co n s tan t ( H v ) .   An al o g o u s ly   to   ( 6 )   n ew  in er tial  p o we r   co m p o n en t is d ef i n ed   in   ( 7 ) .     2   =   [  ]   ( 7 )     T h u s ,   th e   g en er al  e x p r ess io n   o f   th e   p o wer   f lo w   o f   W T s   th at  p ar ticip ate  in   th f r eq u en cy   co n tr o ca n   b e   o b tain ed   as  ( 8 ) .      =  2   + ( 0 ) + ( 0 ) [  ]   ( 8 )     W h er P OP   is   th o p tim al  p o w er   o f   th W T ,   o b tain e d   f r o m   th tr ac k in g   c h ar a cter is tic  cu r v [ 7 ] ,   [ 8 ] .   Fr o m   ( 8 ) ,   d if f er en wo r k s   h a v b ee n   d e v elo p ed .   T h p ap er s   p r esen ted   in   [ 9 ] ,   [ 1 0 ]   p r o p o s d r o o p   co n tr o s y s tem ,   wh ich   is   ac tiv ated   i n   ca s th e   f r eq u e n cy   o f   t h s y s tem   ex ce e d s   th d ea d   b a n d   o f   th f r eq u e n cy   r e g u lato r   ( FR ) .   T h r es ea r ch   ca r r ied   o u i n   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ]   s u g g ests   th u s o f   d am p i n g   c o n tr o l   s ch em e,   with   th p u r p o s o f   m itig atin g   o s cillatio n s   in   th p o wer   s y s tem .   On   th o th er   h an d ,   th r ec e n p ap er s   p r e s en ted   in   [ 1 3 ] - [ 1 6 ]   p r o p o s an   in er tial  c o n tr o s ch em with   th p u r p o s o f   atten u atin g   th f r eq u en cy   v ar iatio n   at  th b eg i n n in g   o f   th d is tu r b an ce .   I n   o th er   wo r d s ,   th W T   p r o v id es th i n s tan tan eo u s   r eser v t o   th p o wer   s y s tem .     S o m e   r e s e a r c h   s u g g e s t s   c o m b i n i n g   t w o   o r   m o r e   c o n t r o l   m e t h o d o l o g i e s   d i s c u s s e d   a b o v e .   A s   a n   e x a m p l e ,   th e   c o m b i n a t i o n   o f   c o n t r o l   d r o o p ,   c o n t r o l   d a m p i n g ,   a n d   t h e   r e d u c t i o n   o f   t h e   o u t p u t   p o w e r   o f   t h e   W T .   T h i s   s c h e m e   c o r r e s p o n d s   t o   t h e   p r i m a r y   f r e q u e n c y   c o n t r o l ,   w h i c h   i s   t r e a t e d   i n   t h e   w o r k s   [ 1 7 ] - [ 1 9 ] .   I n   s u m m a r y ,   a s   ( 9 ) .      ,  =   + ( 0 ) + ( 0 ) [  ]   ( 9 )     W h er     is   th s ch ed u led   o u tp u p o wer   o f   th W T ,   wh ich   i s   alwa y s   les s   th an   P OP   to   s et   th r eq u ir e d   g en er atio n   r eser v e.   Fo r   in s tan ce ,   in   [ 1 8 ]   th g e n er atio n   r eser v is   o b tain ed   b y   ad j u s tin g   th p itch   an g le  o f   th e   W T co n s eq u en tly ,   th W T   o p er ates  at  n o n - o p tim al  o p er ati n g   p o in t.  I n   p o wer   s y s tem   with   h ig h   lev el  o f   win d   p en etr atio n ,   th r e d u cti o n   o f   win d   g e n er atio n   ca u s es  th d is p atch   o f   th er m al  p o w er   p lan ts   s in ce   it  is   n ec ess ar y   to   co v er   th e   s am e n er g y   d em an d .   T h is   co n tr o s ch em is   o p p o s ed   to   th p o s tu lates  en u n ciate d   i n   th in tr o d u ctio n th at  is ,   th r ed u ctio n   o f   win d   p o wer   p r o d u ce s   g r ea ter   p o llu tio n   an d   th e   d ep letio n   o f   f o s s il  f u els.  Fo r   th is   r ea s o n ,   th is   s ch em will n o t b tr ea ted   in   th p r esen t w o r k .   T h p a p er s   p u b lis h ed   in   [ 2 0 ] - [ 2 3 ]   em p lo y   all  th e   ter m s   d escr ib ed   in   eq u atio n   8 n am e ly ,   th e   W T   b eh av es  lik v ir tu al  s y n c h r o n o u s   g e n er ato r   ( VSG) .   T h is   co n s titu tes  th cu r r en r esear c h   tr en d   f o r   W T s   to   p ar ticip ate  in   th f r eq u e n cy   c o n tr o o f   th p o wer   s y s tem .   T h co n ce p o f   VSG  is   to   em u lat th b eh a v io r   o f   s y n ch r o n o u s   m ac h in e,   o r   a   p a r ticu lar   ch ar ac ter is tic  o f   it.  T h is   co n ce p is   n o t   o n ly   lim ited   to   win d   g en er atio n   ap p licatio n s ,   b u also   in   o th er   r en ewa b le  g en er atio n   s y s tem s   th at  h av s to r ed   en er g y ,   o r   in   ap p licatio n s   th at  in v o lv e n er g y   s to r ag s y s tem s   ( E SS ) .   Un lik th wo r k s   cit ed   ab o v e,   wh ich   o b tain   th e   g e n er atio n   r eser v b y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       A d a p tive  co n tr o l sch eme   o f v a r ia b le  s p ee d   w in d   tu r b in es fo r   fr eq u en cy   s u p p o r t   ( Leo n a r d o   On tivero s )   1359   r ed u cin g   t h o u tp u p o wer   o f   th win d   tu r b in o r   b y   u s in g   E SS ,   th is   wo r k   p r o p o s es  to   ta k ad v an ta g o f   th e   en er g y   s to r ed   in   th e   in er tia   o f   th r o tatin g   m ass   o f   t h W T   b y   m ea n s   o f   c h an g e   in   its   co n tr o s y s tem .   T h is   to p ic  is   ad d r ess ed   in   th n ex t c h ap ter   a n d   co n s titu tes th m ai n   co n tr ib u tio n   o f   th is   wo r k .       3.   NO VE L   CO N T RO L   SYS T E M   F O T H E   WI ND  T U RB I N E   Acc o r d in g   t o   th p r ev io u s   s ec tio n ,   in   th is   wo r k ,   th VSG  c o n ce p is   p r o p o s ed   f o r   th e   W T .   I n   o r d er   to   ac h iev th at  g o al,   th FR   h as  to   in co r p o r ate  th th r ee   c o n tr o lo o p s   d ef in ed   in   s ec tio n   2 d r o o p   co n tr o l,  d am p in g   co n tr o l ,   an d   in e r tia  c o n tr o l .   Ad d itio n ally ,   d u r in g   n o r m al  o p er atio n ,   th W T   m u s t   o p er ate  at  th p o in o f   m a x im u m   ef f icien cy .   Fo r   t h is   r ea s o n ,   t h o u tp u t   p o wer   o f   th W T   is   n o r e d u ce d ,   s o   t h g en er ati o n   r eser v is   o b tain ed   f r o m   th e n er g y   s to r ed   in   t h r o tatin g   m ass   o f   th r o to r .   Un d er   th ese  p r em is es,  th p er f o r m an ce   o f   th W T   f o r   f r e q u en cy   r e g u latio n   v a r ies  ac co r d in g   to   th e   o u tp u p o wer ,   th e   s to r ed   en e r g y ,   an d   th p ar am eter s   o f   th FR .   T h is   m ea n s   th at   s et  o f   s p ec if ic  v alu es  o f   t h FR   at  h ig h   win d   s p ee d s   m ay   n o b o p tim al  f o r   lo win d   s p ee d s   an d   v ice  v er s a.   T h is   is   d u to   th n o n - lin ea r ity   b etwe en   th r o to r   s p ee d ,   th e   p o wer   g e n er ated   b y   t h W T ,   an d   th e   en e r g y   s to r e d   in   th r o to r .   T h is   p r o b lem   h as  n o t   b ee n   a d d r e s s ed   in   th liter atu r e ,   an d   it   is   p r o p o s ed   to   b r eso lv ed ,   b ein g   th m ai n   co n tr ib u tio n   o f   th is   wo r k .   I n   th is   w o r k ,   an   ad a p tiv c o n t r o s tr ateg y   is   p r o p o s ed   as  a   s o lu tio n   t o   th e   p r o b lem   o f   n o n l in ea r ity   o f   th W T .   T h ad ap tatio n   is   th m ec h an is m   b y   wh ich   th c o n tr o ller   is   ab le  to   ch an g its   p ar am eter s   to   r esp o n d   to   ch an g in   th e   o p er atin g   c o n d itio n s   o f   th W T   ( r o to r   s p ee d ) .   Acc o r d in g   t o   Fig u r 1 ,   t h co n tr o s y s tem   d ev elo p e d   h as  t h ty p ical  tr ac k in g   c h ar ac ter is tic  cu r v a n d   th e   ad ap tiv e   g ain   s ch ed u lin g   co n tr o s y s tem   ( AGSC S).   T h AGSC i s   co m p o s ed   o f   th e   FR   an d   a   f u z z y   in f er e n ce   s y s tem   ( FIS) ,   w h ich   ca lcu lates  th e   p ar am eter s   o f   t h FR .   I n   th c ase  th er ar n o   f r eq u en cy   d is tu r b an ce s ,   th FR   is   d ea ctiv ated ,   an d   th v alu e   o f   P FC   is   ze r o .   T h er ef o r e ,   t h p o wer   r ef er e n ce   o f   th e   W T   ( P WT , r ef   )   is   eq u al  t o   th e   p o wer   o p tim al  p o in ( P OP )   o f   th tr ac k in g   c h ar ac ter is tic  cu r v e.   I n   t h is   way ,   th W T   p r esen ts   th ty p ical  d y n am ic  b eh av io r .   Du th e   co n tr o ller   u s es  th k in etic  en er g y   s to r ed   in   th r o to r it  is   co n v en ien to   esti m ate  th en er g y   s to r ed   as  f u n ctio n   o f   th e   W T   r o to r   s p ee d .   T h is   is   d is cu s s ed   in   th n e x t   s ec tio n .           Fig u r 1 .   Mo d el  o f   th win d   t u r b in with   th e   AGSC S       3 . 1 .     E nerg y   s t o r a g c a pa cit y   o f   t he  wind   t urbin e   T h u s o f   th W T   as  an   E SS   to   p r o v id e   p o wer   d u r i n g   f r eq u en cy   r eg u latio n   r eq u ir es  th esti m atio n   o f   its   s to r ag ca p ac ity .   T h is   is   ca r r ie d   o u b y   m ea n s   o f   d y n a m ic  s im u latio n s   th at  allo es t im atin g   th en er g y   s to r ed   in   th in e r tia  o f   th e   r o t o r .   T h p r in cip le   o f   en er g y   s to r ag is   ca r r ied   o u t   in   t h f o llo win g   way :   wh en   it   is   n ec ess ar y   to   in cr ea s th w in d   p o wer   in jecte d   in t o   th n e two r k ,   th p r o ce s s   is   ca r r ied   o u b y   d ec ele r atin g   th r o to r ,   wh ich   p r o d u ce s   a   d e cr ea s in   th k in etic  en e r g y   o f   th r o tatin g   m ass   o f   th W T .   On   th o t h er   h an d ,   wh en   it  is   n ec ess ar y   to   d ec r ea s th p o we r ,   th e   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u b y   ac ce le r atin g   t h r o to r ,   p r o d u cin g   a n   in cr ea s in   th k in etic  en e r g y   s to r ed   in   th r o tatin g   m ass   o f   t h W T .   Nam ely ,   d u r in g   f r eq u en cy   r eg u latio n ,   th e   o p er atin g   p r in ci p le  o f   th v a r iab le  s p ee d   W T   is   s im ilar   t o   f ly w h ee E SS   [ 2 ] .   T h e   e n er g y   s to r ed   in   th r o tatin g   m ass   o f   th e   W T   is   d ir ec tly   p r o p o r tio n al  to   th m o m en o f   in er tia  o f   th tu r b in e - g e n er ato r   s et  J WT   (J T   J G )   an d   th s q u a r o f   th r o tatio n   s p ee d   ω r .   T h e r ef o r e,   th v ar iatio n s   o f   th r o to r   s p ee d   p r o d u ce   in c r ea s es  o r   d ec r ea s es  in   th k in etic  en e r g y   o f   r o tatio n .   T h is   ca n   b ca lcu lated   as  ( 1 0 ) .      = 1 2      2 = 1   2 [J ]     ( 1 0 )     W h e r e ,      is   t h e   v ar i ati o n   o f   th e   k i n et ic   en er g y   o f   th e   r o to r ,   a n d   k 1   is   c o n s ta n t .   I n   th is   s e n s e,   t h e   e n e r g y   an al y s is   is   c ar r i e d   o u t   b y   n u m e r ic al   c al cu lati o n   t h r o u g h   d y n a m ic   s i m u la ti o n s .   T h m ax im u m   p o we r   p o in t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   2 J u n e   20 25 1 3 5 6 - 1367   1360   tr a c k i n g   ( MPP T )   o f   t h W T   i s   m o d i f ie d ,   a p p ly in g   p o s iti v e   p o we r   s te p s   ( + a n d   n e g ati v e   p o we r   s te p s   ̶  ) .   D u e   t o   t h e   n o n - li n ea r it y   b e twee n   wi n d   s p ee d   ( an d   t h e   m ec h a n ic al   p o we r   p r o d u ce d   ( ) ,   t h m a g n it u d o f   t h e   p o w er   s te p   i s   lim ite d   to   1 0 o f   t h e   r ef e r e n c p o we r   d e f i n e d   b y   t h e   MP T T   ( li n ea r iz ati o n   o f   n o n li n ea r   s y s t em s   a r o u n d   a n   o p e r a t i n g   p o i n t ) .   T h en ,   th p o s i tiv p o we r   s t e p   a n d   t h ti m e   (  )   r e q u ir e d   f o r   th e   W T   to   d e ce le r at e   t o   its   m in i m u m   r o to r   s p e ed   (   ,  = 0 . 5 )   ar e   r e g is t er e d .   A n a lo g o u s l y ,   t h e   v al u es   o f   n e g a ti v p o w er   s te p s   a n d   t h e   t im e   r e q u ir ed   f o r   th W T   t o   s at u r at ( ( ,  = 1 . 0 )   ar r e c o r d e d .   B as e d   o n   t h v a r i ati o n s   i n   p o w er   an d   t h e   as s o ci at ed   tim es   t o   r ea ch   th e   m i n i m u m   a n d   m a x im u m   s p ee d   o f   o p e r a ti o n   o f   t h e   W T ,   th e n e r g y   t h at   ca n   b e   s t o r e d   o r   e x t r ac te d   f r o m   t h e   r o t ati n g   m ass   o f   t h e   W T   is   d ete r m in ed   wi th   ( 1 1 ) .      =    [ J ]     ( 1 1 )     T h r esu lts   o b tain ed   f o r   th d etailed   m o d el  o f   2   MW  ty p 4   W T   th at  is   p ar o f   th S im u lin k ®  s o f twar lib r ar y   [ 2 4 ]   ar s h o wn   in   T ab le  1 .   No te  th at  th r o to r   s p ee d   an d   th s tate - of - ch ar g ( S OC )   ar u s ed   in d is tin ctiv ely   in   th s ec o n d   c o lu m n   o f   T ab le   1 ;   wh er e   S O C   =   0 . 5   co r r esp o n d s   to   th e   m in im u m   l o ad   o f   th W T   (   =   0 . 0 6 4   p u ) ; a n d   at  SOC   =   1 . 0 ,   t h W T   is   at  f u ll lo ad   (   =   1 . 0   p u ) .   I is   im p o r tan to   n o te  th at  as  th r o to r   s p ee d   in cr e ases ,   th tim av ailab le  to   s u p p ly   r eser v p o wer   d ec r ea s es.  I is   p o s s ib le  to   f in d   an   ex p lan atio n   f o r   th is   p h e n o m en o n   b y   m ea n s   o f   th a n al y tical  s tu d y   o f   th e   eq u atio n s   th at  d escr ib th s tatic  b eh av io r   o f   th W T .   I n   th is   s en s e,   th m ec h an ical  p o wer   o f   W T   ( P mec )   ca n   b f o u n d   with   ( 1 2 ) .     = 1 2       3   ( , )   [ W ]   ( 1 2 )     W h e r e   ρ   is   th e   ai r   d e n s it y   ( 1 . 2 2 5   k g /m 2 ) ,   A   is   th e   r o t o r   á r e ( m 2 ),     is   t h e   wi n d   s p e e d   ( m / s ) ,   λ   is   th e   ti p   s p e ed   r ati o ,   β   is   th p it c h   a n g l e,   an d   C p ( λ,   β )   is   t h p o w er   c o ef f ic ie n o f   t h W T ,   w h i ch   d e s cr i b es  t h f r a cti o n   o f   t h e   w in d   p o w er   t h a is   co n v er t e d   b y   t h t u r b i n e   i n t o   m e ch an i ca p o we r .   T h v al u e   o f   λ   c an   b e   f o u n d   as   ( 1 3 ) .     =   ( 1 3 )     W h er e      is   th r o to r   r ad iu s .   C o n s id er in g   th at  th e   W T   o p er a tes  n ea r   th MPPT,   t h v alu e s   o f   λ   a n d   C p   r em ain   co n s tan t [ 2 5 ] .   R ep lacin g   ( 13 )   in   ( 12 ) o b tain ed   ( 1 4 )   an d   ( 1 5 ) .     = 1 2       ( , ) ( ) 3   [ W ]   ( 1 4 )     = 2 3   [ W ]   ( 1 5 )     W h er k 2   is   co n s tan t.  T h tim e   o f   lo ad i n g /u n l o ad in g   o f   t h W T   ca n   b f o u n d   e m p lo y i n g   ( 10 ) ( 11 ) ,   an d   ( 15 ) .       =  = 1 2 [ s ]   ( 1 6 )     T h ( 16 )   d en o tes  th at  f o r   h ig h   v ar iatio n s   in   r o t o r   s p ee d s   p r o d u ce   s h o r ter   tim es  f o r   th e   W T   to   s atu r ate  o r   ex h au s its   s to r ed   e n er g y .   As   an   a d v an tag e,   th e   o u t p u p o wer   o f   th W T   is   p r o p o r tio n a to   th e   cu b e   o f   th e   r o to r   s p ee d .   T h ese  co n s id er atio n s   m u s b e   co n s id er e d   i n   th e   d esig n   o f   t h c o n tr o l ler   r esp o n s ib le   f o r   m o n ito r in g   th s tate  o f   c h ar g o f   th W T .   T h is   asp ec t is ad d r ess ed   in   th n ex t sectio n .       T ab le  1 .   L o ad in g   an d   u n lo a d in g   ca p ac ity   o f   th W T   O p e r a t i n g   p o i n t   o f   t h e   W T   U n l o a d   Lo a d     [ m/ s]   ω r ot   =   S O C [  ]      [ M W ]      [ M W ]   Δt WT 1   [ s]   E WT 1   [ M J]   Δt WT 2   [ s]   E WT 2   [ M J]   5   0 . 5   0 . 1 2 8   ± 0 . 0 1 2 8   0   0   1 2 9 0   1 6 . 5 1   6   0 . 5 5 5   0 . 2 3 4   ± 0 . 0 2 3 4   60   1 . 4 0   6 7 1   1 5 . 7 0   7   0 . 6 2 6   0 . 3 7 4   ± 0 . 0 3 7 4   43   1 . 6 1   3 9 6   1 4 . 8 1   8   0 . 7 1 3   0 . 5 6   ± 0 . 0 5 6   36   2 . 0 2   1 8 3   1 0 . 2 5   9   0 . 8 0 9   0 . 8   ± 0 . 0 8   33   2 . 6 4   78   6 . 2 4   10   0 . 9 0 7   1 . 0 9 8   ± 0 . 1 0 9 8   30   3 . 2 9   17   1 . 8 7   11   0 . 9 8 4   1 . 4 6 8   ± 0 . 1 4 6 8   22   3 . 2 3   2   0 . 2 9       3 . 2 .     F re qu enc y   re g ula t o r   T h f r eq u e n cy   co n tr o s ch em is   b ased   o n   th s tan d ar d   m o d el  em p lo y ed   in   s p ee d   r e g u lato r s   o f   th er m al  tu r b in es,  wh ic h   is   d is p lay ed   i n   Fig u r 2 ( a) .   T h e   FR   is   co m p o s ed   o f   two   p a r ts th e   lo wer   c o n tr o l   lo o p   d ef in ed   b y   ( 1 )   a n d   ( 2 ) ,   an d   t h h ig h e r   co n tr o lo o p   th at   s y n th esizes  th in er tial  r esp o n s ( 7 ) .   I n   ca s th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       A d a p tive  co n tr o l sch eme   o f v a r ia b le  s p ee d   w in d   tu r b in es fo r   fr eq u en cy   s u p p o r t   ( Leo n a r d o   On tivero s )   1361   f r eq u e n cy   o f   th p o wer   s y s tem   v ar ies  f r o m   th r e f er en ce   v alu f 0 th FR   ca lcu lates  th v alu o f   th th r ee   p o wer   co m p o n en ts   d ef i n ed   in   ( 1 ) ( 2 ) ,   an d   ( 6 ) .   T h ese  p o wer   co m p o n en ts   d ep e n d   o n   t h p a r am eter s   H v R   a n d   k D ; w h ich   ar ca lcu lated   b y   th f u zz y   in f er en ce   s y s tem .     3 . 3 .     F uzzy   infe re nce  s y s t em   T h aim   o f   th e   f u zz y   in f er en c s y s tem ,   f o r   h ig h   r o to r   s p ee d s ,   is   to   m ax im ize  t h u s o f   t h k in etic   en er g y   s to r ed   in   th e   W T .   Fo r   m ed iu m   r o to r   s p ee d s ,   t h f u zz y   s y s tem   p r io r itizes  th e   s tab le  o p e r atio n   o f   th e   W T th is   lead s   to   less   u tili z atio n   o f   th s to r e d   k in etic  en er g y .   Fo r   lo r o to r   s p ee d s ,   th en er g y   s to r ed   is   m in im al  an d   th FIS  d is ab les  th FR .   Acc o r d in g   to   Fig u r 2 ( b ) ,   th FIS  is   co m p o s ed   o f   th r ee   s u b - s y s tem s a   f u zz if icatio n   s tag e ,   an   in f e r en ce   en g in e,   an d   d ef u zz if icati o n   s tag e .   T h in p u v ar iab l t o   th FIS  is   th r o to r   s p ee d    ,   wh ich   v ar ies  b etwe en   0   an d   1    .   T h er ef o r e,   th m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   th Fu zz if icatio n   Stag e   is   s et  in   th af o r em en tio n ed   in ter v al.   Dif f er en m em b er s h ip   f u n ctio n s   h av b ee n   ev al u ated ,   s u ch   as  g au s s ian ,   tr ap ez o i d al  a n d   tr ia n g u lar .   Ac co r d in g   to   t h r esu lts   o b tain e d ,   th e   tr ap ez o id al   f u n ctio n   is   t h b est  o p tio n ,   th u s   it is   ch o s en   in   th p r esen t w o r k .   A s   r e p o r t e d   b y   T a b l e   1 ,   i f   t h e   r o t o r   s p e e d   i s   0 . 5   p u ,   t h e   p o w e r   o f   t h e   W T   i s   m i n i m a l   ( 0 . 0 6 4   p u ) ,   a n d   t h e   e n e r g y   a v a i l a b l e   f o r   u n l o a d i n g   i s   z e r o   ( E WT1 ) .   T h u s ,   t h e   m e m b e r s h i p   f u n c t i o n   s e t s   t h e   t h r e s h o l d   a t   0 . 5 1   p u   f o r   l o w   r o t o r   s p e e d .   T h e n ,   t h e   f u z z y   v a r i a b l e s   a r e   d e f i n e d   a s   f o l l o w s :   =   1 ,   =   0 .   I f   t h e   r o t o r   s p e e d   v a r i e s   b e t w e e n   0 . 5 5   p u   a n d   0 . 7   p u ,   t h e   e n e r g y   s t o r e d   i n   t h e   W T   i s   i n   t h e   r a n g e   o f   1 . 4   M J   t o   2 . 0   M J .   T h e r e f o r e ,   t h e   f u z z i f i c a t i o n   s t a g e   s e t s   t h i s   i n t e r v a l   a s   m e d i u m   r o t o r   s p e e d ,   d u e   t h e r e   i s   e n o u g h   e n e r g y   s t o r e d   t o   p e r f o r m   f r e q u e n c y   r e g u l a t i o n .   T h e   f u z z y   v a r i a b l e s   a r e   =   1 ,   =   0 .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   i f   t h e   r o t o r   s p e e d   i s   g r e a t e r   t h a n   0 . 8   p u ,   t h e   e n e r g y   a v a i l a b l e   f o r   u n l o a d i n g   i s   i n   t h e   r a n g e   o f   2 . 6   M J   t o   3 . 3   M J ,   t h u s   t h e r e   i s   p l e n t y   e n e r g y   t o   c a r r y   o u t   t h e   f r e q u e n c y   r e g u l a t i o n .   T h e r e f o r e ,   t h e   m e m b e r s h i p   f u n c t i o n   s e t s   t h e   r o t o r   s p e e d   a s   h i g h .   T h e   f u z z y   v a r i a b l e s   a r e   =   1 ,   0 .   F o r   t h e   i n t e r m e d i a t e   i n t e r v a l s :   0 . 5 1 - 0 . 5 5   p u   a n d   0 . 7 - 0 . 8   p u ,   t h e   t r a p e z o i d a l   m e m b e r s h i p   f u n c t i o n s   t a k e   t h e   f o r m   o f   t w o   l i n e a r   f u n c t i o n s ,   o n e   w i t h   a   p o s i t i v e   s l o p e   a n d   t h e   o t h e r   w i t h   a   n e g a t i v e   s l o p e .   W i t h i n   t h e   r a n g e ,   t h e   s u m   o t h e s e   l i n e a l   f u n c t i o n s   i s   e q u a l   t o   1 . 0   p u ;   n a m e l y :   l   +   m   =   1   a n d   m   +   h   =   1 .       ( a)     ( b )       Fig u r 2 .   C o n tr o l sy s tem   o f   th win d   tu r b i n e:  ( a)   FR   an d   ( b )   FIS       I n   th in f er e n ce   en g in e,   th f u zz y   v ar iab les l,  m ,   an d   h   ar m u ltip lied   b y   th p a r am eter s   o f   th FR .   I n   th at  s en s e,   it  h as  b ee n   d ef in ed   th r ee   v alu es  o f   th p ar am eter s   R H v ,   a n d   k D .   Fo r   lo r o to r   s p ee d s ,   it  is   ad o p ted   R l   =   in f ,   H vl   =   0 ,   an d   k Dl   =   0 .   F o r   m ed i u m   r o to r   s p ee d R m   =   0 . 0 5 ,   H vm   =   2 ,   an d   k Dm   =   1 0 0 .   F o r   h ig h   r o to r   s p ee d ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   2 J u n e   20 25 1 3 5 6 - 1367   1362   R h   =   0 . 0 3 ,   H vh   =   9   an d   k Dh   =   200 .   T h v alu es  o f   R   an d   H v   h av b ee n   a d o p ted   ac co r d in g   t o   th ty p ical  p ar am eter s   o f   s y n c h r o n o u s   m ac h in es.  On   th o th e r   h an d ,   th v alu o f   k D   h as  b ee n   o b tain e d   th r o u g h   d y n am ic   s im u latio n s   u s in g   th tr ial - an d - er r o r   m eth o d .   I n   th s tag o f   d ef u zz if icatio n ,   th e   p ar am eter s   o f   th FR   ar e   o b tain ed ,   c o n s id er in g   th at  f o r   an y   v alu e   o f   ω r ,   th s u m   o f   th f u zz y   v ar iab les is   eq u al  to   1 . 0   p u .       4.   T E ST   SY ST E M   T h 2 3 0   k test   s y s tem   is   s h o wn   in   Fig u r e   3 .   T h is   m o d el  i s   b ased   o n   th e   I E E E   9 - b u s   m o d if ied   test   s y s tem   wh ich   co n s is ts   o f   2   s y n ch r o n o u s   m ac h i n es  with   I E E E   ty p e - 1   e x citer s .   At  b u s   2 ,   it  is   co n n ec ted   6 0 0   MW  s team   tu r b in e,   at  B u s   3   it  is   co n n ec ted   2 0 0   MW  h y d r au lic  p o wer   p lan t,   wh ile  at  b u s   1   it  is   co n n ec ted   2 7 0   MW win d   f a r m .   I n   to tal,   t h er ar 9   b u s es,  6   tr a n s m is s io n   lin es,  3   tr an s f o r m er s   an d   3   c o n s tan t P - lo ad s .   T h win d   f ar m   co n s is ts   o f   1 3 5   v ar iab le  s p ee d   W T s   ( ty p 4 ) ,   th m ax im u m   p o wer   o f   ea c h   W T   is   MW  if   th win d   s p ee d   is   1 3   m /s .   T h cu t - in   win d   s p ee d   is   5   m /s ,   an d   th cu t - o u win d   s p ee d   is   2 5   m /s .   T h e   r o to r   s p ee d   v ar ies  b etwe en   0 . 7 5   r ad /s   an d   1 . 5   r ad /s if   th b ase  r o to r   s p ee d   is   1 . 5   r ad /s ,   th en   th r o to r   s p ee d   v ar ies  b etwe en   0 . 5   an d   1 . 0   p u .   Fo r   r o to r   s p ee d s   less   th an   0 . 5   p u ,   th e   W T   is   d is co n n ec ted .   T h m o d els  o f   th e   T y p 4   W T   an d   th win d   s p ee d   wer d ev el o p ed   i n   [ 2 5 ] - [ 2 7 ] .           Fig u r 3 .   T est  s y s tem       5.   SI M UL A T I O R E S UL T S   T h s im u latio n s   wer ca r r ied   o u co n s id er in g   3   lo a d   co n d iti o n s ,   ea ch   o f   th em   with   d if f e r en win d   s p ee d lo win d   s p ee d   ( 6   m /s ) ,   m ed iu m   win d   s p ee d   ( 9   m /s )   a n d   h ig h   win d   s p ee d   ( 1 1   m /s ) .   T ab le   2   s u m m ar izes  th d is p atch es  o f   th test   s y s tem th v alu es   r ep o r ted   in   lo ad s   ar ap p r o x im ate  an d   in clu d lo s s es  in   lin es  an d   tr an s f o r m er s .   R eg ar d in g   th p o wer   f ac t o r ,   v al u o f   0 . 9 7   was  ad o p ted   ( la g g i n g ) .   I n   all  ca s es,  th e   tu r b in s p ee d   is   m o d if ied   b y   a d ju s tin g   th FR   p o wer   P FC ,   Fi g u r e s   1   an d   2 ( a ) .     5 . 1 .     Ca s A:   l o wind   s peed   I n   t h i s   c a s e ,   t h e   w i n d   s p e e d   i s   s e t   c o n s t a n t   a t   6   m / s ,   t h e   w i n d   f a r m   p r o d u c e s   3 2 . 0 1   M W   a n d   t h e   W P   i s   4 . 3 9   % .   I t   i s   i m p o r t a n t   t o   n o t e   t h a t   w i n d   t u r b u l e n c e   h a s   n o t   b e e n   c o n s i d e r e d   t o   f a c i l i t a t e   t h e   a n a l y s i s   o f   t h e   i n e r t i a l   r e s p o n s e   o f   t h e   w i n d   f a r m .   D u e   t o   t h e   f r e q u e n c y   v a r i a t i o n s   c a u s e d   b y   r e n e w a b l e   g e n e r a t i o n   a r e   m i n i m a l ,   t h e   p a r a m e t e r   k D   i s   s e t   t o   z e r o .   A t   t i m e   t   =   4 0   s ,   L o a d   1   i n c r e a s e s   b y   6 0   M W ;   t h i s   p r o d u c e s   a n   i m b a l a n c e   b e t w e e n   g e n e r a t i o n   a n d   d e m a n d   w i t h   t h e   c o n s e q u e n t   d e c r e a s e   i n   t h e   f r e q u e n c y   o f   t h e   s y s t e m   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4 ( a ) .   Acc o r d in g   to   Fig u r 4 ( a) ,   t h win d   f ar m   en h a n ce s   th tr an s ien r esp o n s o f   th p o we r   s y s tem   if   th AGSC is   ac tiv ated .   Acc o r d in g   to   t h in itial  v al u o f    ,   th p ar am eter s   o f   th FR   ar e:  H v   =   2 ,   k D   =   0   an d   R   =   0 . 0 5   ( ca s e   2 ) .   I n   th is   ca s e,   t h m in im u m   f r eq u e n cy   is   5 9 . 6 2   Hz.   I f   th AGSC is   d ea ct iv ated   ( ca s 1 ) ,   th e   m in im u m   f r eq u en cy   is   5 9 . 2 8   Hz.   I f   th e   FIS  is   d ea ctiv ated ,   a n d   th e   FR   is   ac tiv ated   with   H v   =   9 ,   R   =   0 . 0 3 ,   k D   =   0   ( ca s 3 ) ,   t h m in im u m   f r e q u e n cy   is   5 8 . 3 3   Hz.   Fig u r 4 ( b )   s h o ws  th r o to r   s p ee d   o f   th win d   f ar m ,   it  k ee p s   s tead y   at  0 . 5 5 7 3   pu   if   th AGSC i s   d ea ctiv ated   ( ca s 1 ) .   W h en   t h AGSC is   ac t iv ated   ( ca s 2 ) ,   th e   r o to r   s p ee d   d ec r ea s es  to   0 . 5 0 1 3   pu   th en   r ec o v er s   to   its   p r ev io u s   s tate  ( 0 . 5 5 7 3   pu ) .   T h is   allo ws  th win d   f ar m   to   in cr ea s its   o u tp u p o wer   t o   co m p en s ate  th l o ad   im b alan c ( Fig u r 4 ( c ) ) .   I f   th FIS  is   d ea ctiv ated ,   an d   th FR   is   ac tiv ated   with   H v   =   9 ,   R   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       A d a p tive  co n tr o l sch eme   o f v a r ia b le  s p ee d   w in d   tu r b in es fo r   fr eq u en cy   s u p p o r t   ( Leo n a r d o   On tivero s )   1363   =   0 . 0 3 ,   k D   =   0   ( ca s 3 ) ,   at  t   =   45   s   th r o to r   s p ee d   d r o p s   b el o 0 . 5   an d   th win d   f ar m   is   d is co n n ec ted ,   s o   th p o wer   o u tp u is   ze r o   s h o wn   in   Fig u r 4 ( c) .   T h is   lead s   to   s ev er d is tu r b an ce   b ec au s th s team   tu r b in an d   th h y d r o elec tr ic  p o wer   p lan co v er   th p o wer   s h o r tag e ,   f u r th er   ac ce n t u atin g   th f r eq u en cy   ex cu r s io n   as   s h o wn   in   Fig u r 4 ( a) ,   ca s 3 ) .   T h o u t p u p o wer   o f   th s team   tu r b in e   an d   th h y d r o elec tr ic  p o wer   p lan is   illu s tr ated   in     Fig u r e s   4 ( d )   a n d   4 ( e ) .   C o m p ar in g   ca s 1   with   ca s 2 ,   it is   cle ar ly   s h o wn   th at  th AGSC S r ed u ce s   th d y n a m ic   s tr ess e s   o f   co n v e n tio n al  g e n er ato r s .   I f   th FIS  is   d ea ctiv ate d ,   an d   th FR   is   ac tiv ated   ( ca s 3 )   it  is   o b s er v ed   th at  th Steam   T u r b in r ea ch es  its   r ated   p o wer   at   t   6 0   s ,   s o   th h y d r o elec tr ic  p o we r   p lan m u s co v e r   th e   p o wer   s h o r tag e   with   s lo tr an s ien r esp o n s s h o wn   in   Fi g u r 4 ( e) ,   ca s 3 .   T h er ef o r e,   f o r   lo win d   s p ee d ,   ca s 2   is   th b est o p tio n   ( AGSC S a ctiv ated ) .       T ab le  2 .   Dis p atch es o f   t h test   s y s tem   W i n d   s p e e d   [ m/ s]   W i n d   f a r m   [ M W ]   S t e a m   t u r b i n e   [ M W ]   H y d r o   p o w e r   [ M W ]   Lo a d   1     [ M W ]   Lo a d   2     [ M W ]   Lo a d   3     [ M W ]   To t a l   l o a d   [ M W ]   WP     [ %]   6   3 2 . 0   5 1 6 . 7   1 7 9 . 5   2 5 0   2 1 5   2 6 3 . 2   7 2 8 . 2   4 . 3 9   9   1 0 9 . 7   5 1 6 . 2   1 7 9 . 5   2 5 0   3 0 0   2 5 5 . 3   8 0 5 . 3   1 3 . 6   11   2 0 8 . 8   5 1 5   1 7 9 . 4   2 5 0   3 0 0   3 5 3 . 2   9 0 3 . 2   2 3 . 1       ( a)         ( b )         ( c)         ( d )         ( e)       Fig u r 4 .   Dy n am ic  r esp o n s o f   th test   s y s tem   f o r   lo W P: ( a)   f r eq u en cy ,   ( b )   r o t o r   s p ee d   o f   th W T s ,     ( c )   w i n d   f a r m   p o w e r   o u t p u t ,   ( d )   s t e a m   t u r b i n e   p o we r   o u t p u t ,   an d   ( e )   h y d r a u l i c   p o w e r   p l a n t   p o w e r   o u t p u t .   (1 A G SC S   d ea c t i v at e d ,   (2 )   A GS C S   a c ti v a t e d (3 )   F I S   d e a ct iv a t e d ,   a n d   F R   a c t i v at e d   ( H v   =   9 ,   R   =   0 . 0 3 ,   k D   =   0)       5 . 2 .     Ca s B :   m edium   wind   s peed   I n   th is   ca s e,   th e   win d   s p ee d   is   9   m /s ,   an d   th e   win d   f ar m   g en er ates  1 0 9 . 6 8   MW,  th e r eb y   th W is   1 3 . 6 2 %.  Similar   to   th p r ev i o u s   ex am p le,   th tu r b u le n ce   o f   th win d   h as  n o b ee n   co n s id er ed   in   o r d er   to   h ig h lig h th i n er tial  r esp o n s e   o f   th win d   f ar m th er e f o r e,   th p ar am eter   k D   is   s et  to   ze r o .   At  tim e   t   =   40   s ,   L o ad   1   in cr ea s es  f r o m   2 5 0   MW  to   3 1 0   MW,  wh ich   p r o d u ce s   d ec r ea s in   th f r eq u en cy   d u to   th e   im b alan ce   b etwe en   g en er atio n   an d   d e m an d   s h o wn   in   Fig u r 5 ( a) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   2 J u n e   20 25 1 3 5 6 - 1367   1364   Fig u r e   5 ( a )   s h o ws   t h a th A GSC e n h a n c es  th tr a n s ie n t   r es p o n s o f   th test   s y s te m .   Fo r   ca s e   1   ( AGSC d ea c ti v at e d ) ,   t h e   m i n i m u m   f r e q u e n c y   is   5 9 . 3   Hz   an d   t h r o to r   s p e e d   r em ai n s   c o n s ta n at  0 . 8 1 3 4   pu   Fig u r e   5 ( b ) .   F o r   c ase   2 ,   th e   A GSC s ets   t h e   p a r am ete r s   o f   t h e   FR   a t   H v   =   9 ,   R   =   0 . 0 3 ,   k D   =   0 ;   th is   le a d s   to   m i n im u m   f r e q u e n c y   o f   5 9 . 7 1   Hz  a n d   ω r   at   0 . 7 5 3 9   pu .   I f   t h e   FIS   is   d ea c ti v at e d ,   a n d   t h e   FR   is   a cti v ate d   wit h   H v   =   2 ,   R   =   0 . 5   k D   =   0   ( c ase   3 ) ;   t h e   m i n i m u m   f r e q u en c y   is   5 9 . 6 2   Hz   an d   t h e   l o wes t   ω r   is   0 . 7 7 2 9   pu .   T h is   s h o ws   th a t   f o r   h ig h er   v a lu es   o f   t h e   p ar am ete r s   H v   a n d   R ,   a   g r ea t er   u s e   o f   th e   e n e r g y   s t o r ed   in   th e   r o tat in g   m ass es   o f   W T s   is   m a d e ,   as  s h o w n   i n   Fi g u r es  5 ( b )   a n d   5 ( c) ,   an d   b ett e r   t r a n s i en r es p o n s e   o f   t h tes s y s te m   is   o b t ai n e d .   T h is   s i m u la ti o n   a n d   th p r e v i o u s   o n e   d e m o n s t r a te   t h a t   t h e   F I S c h o o s es  th b es p a r am ete r s   f o r   t h e   FR .       ( a)       ( b )       ( c)       Fig u r 5 .   Dy n am ic  r esp o n s o f   th test   s y s tem   f o r   m ed i u m   W P: ( a)   f r eq u en c y ;   ( b )   r o to r   s p ee d   o f   th W T s ;   an d   ( c)   win d   f ar m   p o we r   o u t p u t ,   (1 )   AGSC S d ea ctiv ated ,   (2 )   AGSC ac tiv ated ,   (3 )   FIS  d ea ctiv ated ,   an d   FR   ac tiv ated   ( H v   =   2 ,   R   =   0 . 0 5 ,   k D   =   0)       5 . 3 .     Ca s C:   h ig h wind sp ee d   I n   th is   s im u latio n ,   th av er ag win d   s p ee d   is   1 1   m /s ,   th win d   f ar m   p r o d u ce s   2 0 8 . 8   M W ,   an d   th e   W is   2 3 . 1 1 %.  T h tu r b u le n co m p o n en o f   t h win d   s p ee d   h as  b ee n   s im u lated ,   an d   th win d   s p ee d   eq u iv alen m o d el  f o r   t h win d   f ar m   co n s id er s   th ag g r e g atio n   p h en o m en a .   T h ese  m o d el s   ar o b tain ed   f r o m   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] ,   an d   th r esu lts   ar s h o wn   in   Fig u r 6 ( a )   ( s ee   Ap p e n d ix ) .   F i g u r e s   6 ( a ) - 6 ( c )   s h o w   c as e   1   ( A G SC S   d e a ct i v a t e d ) ,   c as 2   ( A G S C S   a c ti v a t e d ) ,   a n d   ca s e   3   ( F I d e a c t i v a t e d   a n d   FR   a c ti v a t e d   w i t h   H v   =   2 ,   R   =   0 . 0 5 ,   k D   =   1 0 0 ) .   C l e a r l y ,   t h e   A GSC S   e n h a n c e s   t h e   t r a n s i e n r e s p o n s e   o f   t h e   t es t   s y s t e m ,   w h i c h   s e ts   t h e   p a r a m et e r s   o f   t h e   FR   a t   H v   =   9 ,   R   =   0 . 0 3 ,   a n d   k D   =   2 0 0 .   I n   p a r t i c u l a r ,   t h e   i n c r e a s e   o f   t h e   k D   p a r a m e t er   a l l o w s   t h e   r e d u c ti o n   o f   t h e   f r e q u e n c y   e x c u r s i o n   ( F i g u r e   6 ( b ) ) ,   a t   t h e   e x p e n s e   o f   a   m a j o r   u t i l iz a t i o n   o f   t h e   e n e r g y   s t o r e d   i n   t h e   i n e r t i a   o f   W T s '   r o t a t i o n a l   m as s e s ,   s h o w n   i n   Fi g u r e   6 ( c ) .   T h ac tiv p o wer   g en e r ated   i n   th test   s y s tem   is   s h o wn   in   Fig u r es  6 ( d ) -   6 ( f ) .   C lear ly ,   it  i s   o b s er v ed   th at  th AGSC s m o o th s   th p o wer   g e n er ated   b y   th win d   f ar m   ( Fig u r 6 ( d ) )   an d   r ed u ce s   th m ec h an ical   s tr ess   o f   co n v en tio n al  g en e r ato r s ,   as  s h o wn   in   Fig u r es  6 ( e)   an d   6 ( f ) .   Acc o r d in g   to   Fig u r 6 ,   th b est  tr a n s ien r esp o n s is   o b tain ed   wh e n   th AGSC S is   ac tiv ated .       6.   CO NCLU SI O N   T h is   wo r k   p r esen ts   n o v el  f r eq u en cy   r eg u lato r   f o r   win d   tu r b in es  to   im p r o v th tr a n s ien r esp o n s o f   p o wer   s y s tem s   with   h ig h   lev el  o f   win d   p e n etr atio n .   Simu latio n s   s h o th at  th win d   f ar m   b e h av io r   d ep en d s   o n   th e   o p e r atio n   p o in t,  wh ich   in   t u r n   v ar ies  d ep e n d in g   o n   th win d   s p ee d .   B ec au s it  is   n o n - lin ea r   an d   tim e - v a r ian t sy s tem ,   an   A GSC S b ased   o n   FIS  is   r eq u ir ed   in   o r d er   to   ca lc u late  th b es t p ar am eter s   o f   th e   f r eq u e n cy   r e g u lato r   d u r i n g   th n o r m al  a n d   e m er g e n cy   o p er atio n .   T h r esu lts   s h o th at  f o r   lo win d   s p ee d s ,   th AGSC co m p u tes  lo v alu es  f o r   th f r eq u en cy   r e g u lato r   p ar am eter s .   Alth o u g h   t h co n tr ib u tio n   o f   r eser v p o wer   to   f r eq u e n cy   r e g u latio n   is   lo w,   s o   is   th p en e tr atio n   o f   win d   p o wer .   I n   t h is   ca s e,   co n v en tio n al   p o wer   p lan ts   ar th o n es  th a co n tr ib u te  th m o s to   r ec o v er in g   th f r eq u en cy   to   its   n o m in al  v alu e.   As  f o r   m ed iu m   an d   h ig h   win d   s p ee d s ,   th AGSC ca lcu late s   h ig h   v alu es  f o r   th f r eq u e n cy   r e g u lato r   p a r am eter s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       A d a p tive  co n tr o l sch eme   o f v a r ia b le  s p ee d   w in d   tu r b in es fo r   fr eq u en cy   s u p p o r t   ( Leo n a r d o   On tivero s )   1365   T h is   in cr ea s es  th r eser v p o wer   p r o v i d ed   b y   th win d   t u r b in es,  h elp in g   th p o we r   s y s tem   to   r esto r its   n o m in al  f r e q u en c y   f aster .   Ad d itio n ally ,   it  is   s h o wn   th at  f o r   h ig h   lev els  o f   win d   p e n etr atio n ,   tu r b u len t   v ar iatio n s   in   win d   s p ee d   ca n   ca u s u n d esire d   f lu ct u atio n s   in   th s y s tem   f r eq u e n cy .   T h ese  v ar iatio n s   ca n   b e   m itig ated   b y   ad j u s tin g   th e   d am p in g   p ar am eter   o f   th e   f r e q u en cy   r eg u lato r ;   alth o u g h   f u r th er   s tu d ies  ar e   r eq u ir ed   r eg ar d in g   th a d ju s tm en o f   th is   p ar am ete r ,   s in ce   its   v alu d ep en d s   o n   th d y n a m ic  b eh av io r   o f   th e   p o wer   s y s tem   u n d er   s tu d y .   N ev er th eless ,   in   th is   ca s it  i s   d em o n s tr ated   th at  th p ar a m eter s   ca lcu lated   b y   th e   AGSC S a r th m o s t su itab le  f o r   p e r f o r m in g   f r eq u e n cy   r eg u latio n .       F UNDING   I NF O R M A T I O   T h is   wo r k   was  p ar tially   f in an c ed   b y   th C o u n cil  f o r   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y   R esear ch   ( C ONI C E T ) ,   th Ar g en tin ea n   Natio n al  Ag e n c y   f o r   th Pro m o tio n   o f   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y   ( ANPC y T )   an d   th Natio n al  Un iv er s ity   o f   San   J u an   ( UNSJ ) .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h i p   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Leo n a rd o   Ja v ier   On ti v e ro s                               An to n io   E r n esto   Sar as u                               C in d y   Ma d r id - C h ir in o s                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Der iv ed   d ata  s u p p o r tin g   t h f i n d in g s   o f   t h is   s tu d y   ar av aila b le  f r o m   th e   co r r esp o n d in g   au th o r ,   [ LO ] ,   o n   r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   W o r l d   W i n d   E n e r g y   A sso c i a t i o n   r e p o r t ,   W W EA   A n n u a l   R e p o r t   2 0 2 3 ,   W o rl d   Wi n d   E n e r g y   As so c i a t i o n   re p o rt h t t p s : / / w w i n d e a . o r g / ss - u p l o a d s/ m e d i a / 2 0 2 4 / 3 / 1 7 1 1 5 3 8 1 0 6 - 4 0 a b 8 3 f 2 - 3 e 0 1 - 4 c 0 a - 9 d 2 8 - e 0 a 2 1 b f f 7 2 e 6 . p d f   [ 2 ]   G .   O .   S u v i r e   a n d   P .   E.   M e r c a d o ,   A c t i v e   p o w e r   c o n t r o l   o f   a   f l y w h e e l   e n e r g y   s t o r a g e   s y st e f o r   w i n d   e n e r g y   a p p l i c a t i o n s ,   I ET   Re n e w a b l e   P o w e r Ge n e r a t i o n ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   9 1 6 ,   Ja n .   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - r p g . 2 0 1 0 . 0 1 5 5 .   [ 3 ]   S .   G u a n ,   X .   Y a n ,   G .   C a i ,   a n d   J.  J i a ,   A n   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   c o o r d i n a t i o n   c o n t r o l   s t r a t e g y   d u r i n g   LV R p e r i o d ,   i n   2 0 2 4   3 rd   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   E n e r g y ,   Po w e a n d   El e c t ri c a l   T e c h n o l o g y   ( I C EP ET) ,   M a y   2 0 2 4 ,   p p .   1 7 5 9 1 7 6 3 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C EPET 6 1 9 3 8 . 2 0 2 4 . 1 0 6 2 7 0 9 9 .   [ 4 ]   M .   G u s t a v o   a n d   J.  G i me n e z ,   Te c h n i c a l   a n d   r e g u l a t o r y   e x i g e n c i e f o r   g r i d   c o n n e c t i o n   o f   w i n d   g e n e r a t i o n ,   i n   Wi n d   Fa rm   -   T e c h n i c a l   Re g u l a t i o n s,   P o t e n t i a l   Est i m a t i o n   a n d   S i t i n g   A ssessm e n t ,   I n Te c h ,   2 0 1 1 .   d o i :   1 0 . 5 7 7 2 / 1 6 4 7 4 .   [ 5 ]   S .   X u ,   H .   W a n g ,   Y .   C a o ,   S .   I g a r a sh i ,   J.  Li ,   a n d   X .   C a i ,   I n e r t i a   r e sp o n se   c o n t r o l   o f   se l f - sy n c h r o n o u s   v o l t a g e   s o u r c e   d o u b l y - f e d   w i n d   t u r b i n e i n   t h e   w h o l e   w i n d   s p e e d   r a n g e ,   i n   2 0 2 4   I EEE   1 0 t h   I n t e r n a t i o n a l   P o w e r   El e c t ro n i c s   a n d   M o t i o n   C o n t r o l   C o n f e re n c e   ( I PE MC 2 0 2 4 - EC C E   Asi a ) ,   M a y   2 0 2 4 ,   p p .   1 5 1 1 5 6 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I P EM C - E C C EA s i a 6 0 8 7 9 . 2 0 2 4 . 1 0 5 6 7 5 5 1 .   [ 6 ]   Z.   Z h u ,   S .   D u ,   L.   Z h a n g ,   a n d   Q .   Q i ,   A   n e w   c o o r d i n a t e d   c o n t r o l   s t r a t e g y   t o   i m p r o v e   t h e   f r e q u e n c y   st a b i l i t y   o f   mi c r o g r i d   b a s e d   o n   de - l o a d e d   c a p a c i t y   o f   w i n d   t u r b i n e ,   i n   2 0 2 0   5 t h   Asi a   C o n f e re n c e   o n   P o w e a n d   E l e c t ri c a l   En g i n e e ri n g   ( A C PE E ) ,   Ju n .   2 0 2 0 ,   p p .   6 4 5 6 5 1 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C P E E4 8 6 3 8 . 2 0 2 0 . 9 1 3 6 5 6 0 .   [ 7 ]   W .   Y a n ,   X .   W a n g ,   W .   G a o ,   a n d   V .   G e v o r g i a n ,   El e c t r o - me c h a n i c a l   mo d e l i n g   o f   w i n d   t u r b i n e   a n d   e n e r g y   s t o r a g e   sy s t e m w i t h   e n h a n c e d   i n e r t i a l   r e sp o n se,   J o u r n a l   o f   M o d e r n   Po w e r   S y st e m a n d   C l e a n   E n e rg y ,   v o l .   8 ,   n o .   5 ,   p p .   8 2 0 8 3 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 5 8 3 3 / M P C E. 2 0 2 0 . 0 0 0 2 7 2 .   [ 8 ]   M .   H .   R a v a n j i   a n d   M .   P a r n i a n i ,   S mal l - s i g n a l   st a b i l i t y   a n a l y si o f   D F I G - b a se d   w i n d   t u r b i n e e q u i p p e d   w i t h   a u x i l i a r y   c o n t r o l   sy st e ms  u n d e r   v a r i a b l e   w i n d   s p e e d ,   i n   2 0 2 0   I E EE  I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   E n v i r o n m e n t   a n d   El e c t ri c a l   En g i n e e r i n g   a n d   2 0 2 0   I EEE   I n d u s t ri a l   a n d   C o m m e rci a l   P o w e S y st e m E u ro p e   ( E EEIC/ I & C P S   E u r o p e ) ,   J u n .   2 0 2 0 ,   p p .   1 7 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EE EI C / I C P S Eu r o p e 4 9 3 5 8 . 2 0 2 0 . 9 1 6 0 7 2 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.