Verteilter Drehmomentsteuerung von entlasteten Wind-DFIGs zur Regelung der Stromausgabe von Windkraftanlagen

In dieser Arbeit schlagen wir eine verteilte Kontrollmethodologie vor, die das Problem der Bereitstellung und Regelung der Stromausgabe einer Gruppe von entlasteten doppelt gespeisten Induktionsgeneratoren (DFIGs) löst, um eine schnelle, dynamische und effiziente Regelung der Stromausgabe von Windkraftanlagen mit fairer Lastverteilung unter den DFIGs zu erreichen. In diesem Kontext bedeutet faire Lastverteilung, dass das Verhältnis, das durch die mechanische Leistung über der maximalen Leistung aus dem Wind definiert ist, d.h. das Auslastungsniveau, aller DFIGs im stationären Zustand gleich ist. Die dynamische verteilte Bereitstellung und Regelung der Stromausgaben von DFIGs bezieht sich auf ihre Fähigkeit, sich selbst zu steuern und ihre Stromausgaben unter dynamischen Bedingungen und durch den Austausch von Informationen im Peer-to-Peer-Modell zu regeln. Zunächst schlagen wir ein Konsensprotokoll für Führer-Folger vor, das DFIGs in ihr Kontrollsystem integrieren können, um: 1) asymptotischen Konsens über ihre Auslastungsniveaus (d.h. faire Lastverteilung) zu erreichen, und 2) die Regelung der gesamten Stromausgabe. Dann führen wir eine kompositionale Stabilitätsanalyse durch und beweisen, dass das Protokoll unter ausreichenden Bedingungen asymptotisch konvergiert. Schließlich entwerfen wir einen auf einer verteilten Kontroll-Lyapunov-Funktion basierenden Drehmomentregler für den Rotor-Seitenwandler, der das Protokoll in der Praxis realisiert. Die Leistung der verteilten Kontrollmethodologie wird durch numerische Simulationen des modifizierten IEEE 24-Bus-RT-Systems bewertet.