Wind turbine power converter control

U ovom radu razmatrana je problematika priključivanja vjetroagregata sa sinkronim generatorom na mrežu preko frekvencijskog pretvarača. Frekvencijski pretvarač sastoji se od ispravljača na strani generatora, istosmjernog međukruga s kondenzatorom te izmjenjivača na strani mreže. Simulacijski model frekvencijskog pretvarača, kao i model mreže kreirani su u simulacijskom alatu Plecs. U sklopu rada, u simulacijskom alatu Matlab, kreiran je simulacijski model sinkronog generatora s permanentnim magnetima te je implementirano upravljanje momentom generatora, koje je nadređeno upravljanju orijentacijom rotorskog toka. Upravljanje orijentacijom rotorskog toka zaduženo je za upravljanje ispravljačem. Također, implementirano je upravljanje naponom istosmjernog međukruga, koje je nadređeno sustavu upravljanja d komponentom mrežne struje. Regulacijom d, tj. q komponente mrežne struje postiže se upravljačka veličina korištena za upravljanje izmjenjivačem. Upravljanje orijentacijom rotorskog toka, kao i upravljanje d, tj. q komponentom mrežne struje, temelji se na upravljanju u rotirajućem dq koordinatnom sustavu. Cilj upravljanja je davanje odgovarajuće radne i jalove snage u mrežu uz poštivanje pravila elektroenergetskog sustava. Prikazani su rezultati simulacije pojedinih dijelova sustava, ali i cjelokupnog sustava vjetroagregata.This thesis studies the connection of wind turbines with synchronous generator to the grid through the frequency converter. Frequency converter comprises of generator side converter, DC link with capacitor, and the grid side converter. Both simulation model of frequency converter and the model of grid are implemented in simulation toolbox Plecs. A simulation model of the permanent magnet synchronous generator, as well as the torque control are implemented in the simulation program Matlab. The torque control is superior to field oriented control, which is responsible for controlling generator side converter. DC link voltage control, which is superior to the d-axis grid current control, is also realized. By controlling d-axis and q-axis grid currents the control signal for grid side converter is obtained. Field oriented control, as well as d-axis and q-axis grid current control, is based on control in a rotational dq coordinate system. The main objective of the control system is to supply appropriate active and reactive power into the grid while complying with the grid rules. Simulation results of particular wind turbine components, as well as responses of the entire wind turbine system, are reported