Iranian Electric Industry Journal of Quality and Productivity

fa تشخیص عیب و کنترل تحمل پذیر خطا در مبدل پشت به پشت DFIG Fault Diagnostic and Fault Tolerant Control of DFIG Back to Back Converter برق و کامپیوتر پژوهشي Research <div>پایش وضعیت، عیبیابی و کنترل تحملپذیر خطای توربین بادی موجب افزایش قابلیت اطمینان و در دسترس بودن توربین میشود. نرخ عیب مدار باز سوئیچ IGBT مبدل در مقایسه با نرخ کل عیوب در توربین بادی قابل توجه است. در این مقاله به کنترل تحملپذیر خطای مدار باز IGBT در مبدلهای پشت به پشت ژنراتور DFIG پرداخته شده است. در ساختار پیشنهادی ابتدا تشخیص عیب سوئیچ مبدل با استفاده از یک روش سریع و عددی انجام میشود و سپس کنترل تحملپذیر خطا به منظور جبرانسازی نقصان پیش آمده فعال میشود، در این روش ساق معیوب با باز شدن گیت هر دو IGBT در یک ساق توسط کنترلکننده، کنار رفته و یکی از ساقها به عنوان ساق مشترک بین دو مبدل سمت شبکه و سمت روتور قرار میگیرد. ساختار پیشنهادی ارزان قیمت است و کنترل تحمل پذیر خطا در آن با حداقل سختافزار اضافه عمل میکند. برای ارزیابی ساختار پیشنهادی از یک شبیهساز نرمافزاری توربین 5/2 مگاوات بر اساس داده واقعی، استفاده شده است. شبیهسازیها نشان داد که روش پیشنهادی در تشخیص عیوب، موثر و مقاوم است و به خوبی توانسته است جبرانسازی خطای سوئیچ را برای ساختن جریانهای سه فاز خروجی انجام دهد، مقایسه شاخصهای عددی، توانایی روش پیشنهادی را مشخص کرده است. </div> <div style="text-align: justify;">One of the most common types of wind turbines (WTs) is the Doubly-Fed Induction Generator (DFIG) with a back-to-back converter. The power converter with an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) switch is essential equipment for power regulation and grid connection in WTs. The converter IGBT open-circuit causes a drawback in output current and as a result, the production performance of the turbine is reduced. Condition Monitoring (CM), Fault Diagnostic (FD), and Fault-Tolerant Control (FTC) of a WT increase the reliability and availability of the turbine and are typical methods to reduce energy production costs and WT downtime. The IGBT switch’s open-circuit failure rate is significant compared to the overall fault rate in WTs. This paper discusses IGBT open-circuit FTC in back-to-back DFIG converters. In the proposed structure, the converter switch fault is first diagnosed using a fast and numerical method. In the first part, a method based on normalized phase currents, the absolute of the phase currents, and an adaptive threshold is used. The FTC system can be divided into two classes of redundancy and non-redundancy or into active and inactive classes. In this article, the proposed method is active and non-redundancy. In the second step, the FTC process is activated to compensate for the system degradation. In this method, the faulty leg is removed with the gate opening of both IGBTs in one leg by the controller, and one of the legs is positioned as a common leg between the two grid side and rotor side converters. The conventional method in this structure is to use Pulse Width Modulation (PWM) with a zero sequence signal. The novelty of the paper is the use of the proposed SVM vector control. The proposed structure is inexpensive. Furthermore, the fault diagnostic structure operates without additional sensors and the FTC structure operates with minimal hardware. To evaluate the proposed structure, a 2.5 MW turbine software simulator based on real data is used. The simulations show that the proposed method is effective and robust in FD and FTC and that the proposed method is successful in detecting multiple defects of the grid-side and rotor-side converters, as well as the defects of one leg. The proposed method can compensate for the open switch fault to construct three-phase output currents by comparing the numerical parameters. The ability of the proposed method is specified.</div> توربین بادی, DFIG, تشخیص عیب, کنترل تحمل‌پذیر خطا, مبدل پشت به پشت, توپولوژی بدون افزونه Wind Turbine, DFIG, Fault Detection, Fault Tolerant Control, Back to Back Converter, Non-Redundant Topology 126 138 http://ieijqp.ir/browse.php?a_code=A-10-1375-1&slc_lang=fa&sid=1 Mehrnoosh Kamarzarrin مهرنوش کمرزرین kamarzarrin.mehrnoosh@sru.ac.ir 4160157671 10031947532846005499 No Faculty of Electrical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran- Iran دانشکده مهندسی برق- دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی- تهران- ایران Mohammad Hossein Refan محمد حسین رفان refan@sru.ac.ir 2371774571 10031947532846005500 Yes Faculty of Electrical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran- Iran دانشکده مهندسی برق- دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی- تهران- ایران Parviz Amiri پرویز امیری pamiri@sru.ac.ir 5899588500 10031947532846005501 No Faculty of Electrical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran- Iran دانشکده مهندسی برق- دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی- تهران- ایران