Study and implementation of a non-conventional control of the doubly-fed induction machine for wind energy production
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Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Technology
Abstract
This thesis aims to enhance the control of Doubly Fed Induction Generators (DFIG) used in variable
speed wind turbines, which are vital for maximizing energy extraction in varying wind conditions. It
introduces a fractional-order fuzzy PD+I (FO Fuzzy PD+I) regulator, optimized with the social spider
optimizer algorithm, representing a significant advancement over traditional PI regulators. The FO Fuzzy
PD+I regulator combines fuzzy logic with fractional-order control, improving robustness and performance
in controlling DFIG current while effectively managing uncertainties in parameters and wind speed
variations. Through simulations across various operational scenarios, the proposed regulator consistently
outperforms the traditional PI regulator in key performance metrics such as integral time absolute error
(ITAE), peak overshoot, settling time, and total harmonic distortion (THD). This research makes a
significant contribution to DFIG control, providing a more effective solution for wind turbine operation
and enhancing power quality and grid integration capabilities.
Description
Cette thèse vise à améliorer le contrôle des générateurs à double alimentation (DFIG) utilisés dans les
éoliennes à vitesse variable, essentiels pour maximiser l'extraction d'énergie dans des conditions de vent
variées. Elle propose un régulateur flou PD+I à ordre fractionnaire (FO Fuzzy PD+I), optimisé avec
l'algorithme Social Spider Optimizer, représentant une avancée significative par rapport aux régulateurs PI
traditionnels. Le régulateur FO Fuzzy PD+I combine la logique floue avec le contrôle à ordre fractionnaire,
améliorant la robustesse et la performance du contrôle du courant DFIG tout en gérant efficacement les
incertitudes des paramètres et des variations de vitesse du vent. À travers des simulations dans divers
scénarios opérationnels, le régulateur proposé surpasse systématiquement le régulateur PI traditionnel en
termes de métriques de performance clés telles que l'erreur absolue du temps intégral (ITAE), le pic de
dépassement, le temps de stabilisation et la distorsion harmonique totale (THD). Cette recherche constitue
une contribution significative au contrôle des DFIG, offrant une solution plus efficace pour le
fonctionnement des éoliennes et améliorant la qualité de l'énergie ainsi que les capacités d'intégration au
réseau.