Direct Power Control of a Dfig-based Wind Turbine under Unbalanced Grid Voltage without Rotor Position Sensor

In this paper, the behavior of a doubly fed induction generator (DFIG) is proposed under an unbalanced grid voltage and without using a rotor position sensor. There are two main methods that have been used for the detection of rotor position: use of a shaft sensor and use of a sensorless algorithm. In this paper the shaft sensor is eliminated and a position sensorless algorithm is used for estimating the rotor position. Sensorless operation is more desirable than using shaft sensors, because shaft sensors have several disadvantages related to cost, cabling, robustness, and maintenance. Also, during network imbalance, three selectable control targets are identified for the rotor side converter (RSC), i.e., obtaining sinusoidal and symmetrical stator currents, mitigation of active and reactive powers ripples and the cancellation of electromagnetic torque oscillations. The effectiveness of the proposed control strategy is confirmed by the simulation results from a 2-MW DFIG system. It is concluded that the sensorless algorithm is able to produce results with similar accuracy to shaft sensor use and the sensorless algorithm can be used in practical applications. ABSTRAK: Dalam kertas ini, tingkah laku penjana induksi dua suapan (DFIG) dicadangkan di bawah voltan grid tidak seimbang dan tanpa menggunakan sensor kedudukan rotor. Dua kaedah utama telah digunakan untuk mengesan kedudukan rotor: penggunaan sensor shaf dan penggunaan algoritma tanpa sensor. Dalam kertas ini sensor shaf dihapuskan dan kedudukan algoritma tanpa sensor digunakan untuk menganggarkan kedudukan rotor. Operasi tanpa sensor jauh lebih baik dari menggunakan sensor shaf, kerana sensor shaf mempunyai beberapa kelemahan yang berkaitan dengan kos, pemasangan kabel, keteguhan, dan penyelenggaraan. Juga, dalam ketidakseimbangan rangkaian, tiga sasaran kawalan yang boleh dipilih telah dikenal pasti untuk converter rotor sisi (RSC), iaitu, mendapatkan arus stator sinusoidal dan simetri, pengurangan kuasa riak aktif dan reaktif dan pembatalan ayunan tork elektromagnet. Keberkesanan strategi kawalan yang dicadangkan disahkan oleh keputusan simulasi daripada sistem 2MW DFIG. Adalah dirumuskan bahawa algoritma tanpa sensor mampu menghasilkan keputusan dengan tepat sama seperti menggunakan sensor syaf dan algoritma tanpa sensor boleh digunakan dalam aplikasi praktikal.