Maximum power point tracking improvement using type-2 fuzzy controller for wind system based on the double fed induction generator

Abstract

In this paper, to maximize energy transmission in wind power system, various Maximum Power Point Tracking (MPPT) approaches are available. Among these techniques, we have proposed the one based on typical fuzzy logic. Despite the somewhat reduced performance of fuzzy MPPT. For a number of reasons, fuzzy MPPT can replace conventional optimization techniques. In practice, the effectiveness of conventional MPPT methods depends mainly on the accuracy of the information given and the wind speed or knowledge of the aerodynamic properties of the wind system. Novelty. Our new MPPT for monitoring the maximum power point has been proposed. We developed an algorithm to improve control performance and govern the stator’s developed active and reactive power using the typical fuzzy logic 2 and enable robust control of a grid-connected, doubly fed induction generator. Purpose. MPPT which implies the wind turbine’s rotating speed should be modified in real time to capture the most wind energy, is necessary to achieve high efficiency for wind energy conversion, according to the aerodynamic characteristics of the wind turbine. Methods. Developing a mathematical model for a wind energy production system is complex, can be strongly affected by wind variation and is a non-linear problem. Thanks to these characteristics, thus, the Lyapunov technique is combined with a sliding mode control to ensure overall asymptotic stability and robustness with regard to parametric fluctuations in order to accomplish this goal. We contrasted our fuzzy type-2 algorithm’s performance with that of the fuzzy type-1 and Perturbation & Observation (P&O) suggested in the literature. Practical value. The simulation results demonstrate that the control performance is satisfactory when using the fuzzy logic technique. From these results, it can be said for the optimization of energy conversion in wind systems, the fuzzy type-2 technique may offer a workable option. Since it presents a great possibility to avoid problems either technical or economics linked to conventional strategies.

У цій статті для максимізації передачі енергії у вітроенергетичній системі наведені різні підходи відстеження точки максимальної потужності (MPPT). Серед цих методів ми запропонували той, що базується на типовій нечіткій логіці. Незважаючи на дещо знижену продуктивність нечіткого MPPT. З ряду причин нечіткий MPPT може замінити звичайні методи оптимізації. На практиці ефективність звичайних методів MPPT залежить головним чином від точності наданої інформації та швидкості вітру або знання аеродинамічних властивостей вітровоїсистеми. Новизна. Було запропоновано наш новий MPPT для моніторингу точки максимальної потужності. Ми розробили алгоритм для покращення продуктивності керування та керування розвиненою активною та реактивною потужністю статора за допомогою типової нечіткої логіки 2 та забезпечення надійного керування підключеним до мережі індукційним генератором із подвійним живленням. Мета. MPPT, який означає, що швидкість обертання вітряної турбіни має бути змінена в режимі реального часу, щоб отримувати найбільшу кількість енергії вітру, необхідна для досягнення високоїефективності перетворення енергії вітру відповідно до аеродинамічних характеристик вітрової турбіни. Методи. Розробка математичної моделі для системи виробництва вітрової енергії є складною, на неї можуть сильно впливати коливання вітру, яка є нелінійною задачею. Завдяки цим характеристикам, таким чином, метод Ляпунова поєднується з керуванням ковзним режимом для забезпечення загальної асимптотичної стабільності та стійкості щодо параметричних флуктуацій для досягнення цієї мети. Ми порівняли продуктивність нашого алгоритму нечіткого типу 2 з показниками алгоритмів нечіткого типу 1 і збурення та спостереження (P&O), запропонованих у літературі. Практична цінність. Результати моделювання демонструють, що ефективність керування є задовільною при використанні методу нечіткої логіки. З цих результатів можна сказати, що для оптимізації перетворення енергії у вітряних системах метод нечіткого типу 2 може запропонувати працездатний варіант, оскільки це чудова можливість уникнути технічних або економічних проблем, пов’язаних зі звичайними стратегіями.