XX International Symposium of Electrical Engineering "SIE 2023"

XX International Symposium of Electrical Engineering

SIE 2023

Transient and Small-Signal Analysis of Doubly-Fed Induction Generator

Abstract

Doubly-fed induction generator (DFIG) based wind energy conversion systems (WECS) do not participate in frequency regulation. Therefore, as the penetration of this type of technology increases, the frequency regulation capacity of electric power system becomes an important issue which needs to be investigated. In order to do this, a proper model to perform electromechanical transient studies is needed. This paper describes different sets of non-linear differential-algebraic equations (DAEs) for modelling the DFIG based WECS (with and without stator transients, one and two-mass drive train models and with and without DC bus transients), as well as the design of its conventional PI controllers. These models are compared though transient and small signal eigenvalue analysis. The results show that the model that neglects the dynamics of the stator, uses the one-mass drive train model and includes the dynamics of the DC bus is the most suitable for electromechanical studies in electrical power systems.

Resumen

Los sistemas de conversión de energía eólica (WECS) que utilizan generadores de inducción doblemente alimentados (DFIG) no participan en la regulación de frecuencia. Por lo tanto, si se incrementa la penetración de este tipo de tecnología, la capacidad de regulación de frecuencia de los sistemas eléctricos de potencia (SEP) se convierte en un problema que necesita ser investigado. Para hacer esto, es necesario definir un modelo adecuado para realizar estudios de transitorios electromecánicos. En este trabajo se describen diferentes conjuntos de ecuaciones algebraico-diferenciales no lineales, para modelar el WECS-DFIG (incluyendo y despreciando la dinámica de estator, tren de transmisión de una y dos masas e incluyendo y despreciando la dinámica del bus de CD), así como también el diseño de sus controladores PI convencionales. Estos modelos se comparan a través de análisis transitorio y de pequeña señal. Los resultados muestran que el modelo que desprecia la dinámica de estator, utiliza el modelo de tren de transmisión de una masa e incluye la dinámica del bus de CD es el adecuado para estudios electromagnéticos en SEP.

About The Speaker

Carlos David Avalos Galindo

MsC. Carlos David Avalos Galindo

CINVESTAV Flag of Mexico

Discussion

Practical Info
Presentation
November 14, 2023 11:20 AM
10 minutes
Salón 2 SIE
Authors
MsC. Carlos David Avalos Galindo
Dr. José Manuel Cañedo Castañeda
Keywords
Análisis de Pequeña Señal
Differential-Algebraic Equations
Doubly-Fed Induction Generator
Ecuaciones Algebraico-Diferenciales
Electromechanical Transients
Generador de Inducción Doblemente Alimentado
Small-Signal Analysis; Eigenvalues
Transitorios Electromecánicos
Valores Propios
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