RET_2015-01-02-03-04_Flipbook
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GRID VOLTAGE CONTROL WITH WIND<br />
TURBINE INVERTERS<br />
BY USING GRID IMPEDANCE ESTIMATION ∗<br />
ir. Jonas De Kooning, ELECTRICAL ENERGY LABORATORY (EELAB), DEPARTMENT OF<br />
ELECTRICAL ENERGY, SYSTEMS AND AUTOMATION (EESA) , GHENT UNIVERSITY.<br />
Keywords: Distributed generation, Wind turbine inverters, Grid voltage control, Grid impedance estimation<br />
Summary<br />
Résumé<br />
Samenvatting<br />
Currently, DG units inject power regardless of the grid voltage. Only when the grid voltage level<br />
surpasses a certain threshold, these units shut down to avoid any voltage problems. In this article, a<br />
method is developed to control the grid voltage by wind turbines. This way, the grid voltage level<br />
improves, and the wind turbine can still generate power under suboptimal grid voltage conditions. The<br />
wind turbine's active and reactive power output is controlled to regulate the grid voltage. The effect of<br />
active and reactive power exchange on the grid voltage depends on the grid impedance ratio R/X of the<br />
network lines. The effectiveness of the grid voltage control is improved by estimating the grid<br />
impedance ratio in real-time to inject active and reactive power accordingly. The method is applied on<br />
wind turbines, but can be used for other DG-units as well.<br />
Actuellement, les unités DG injectent de la puissance quelle que soit la tension du réseau. Ce n’est que<br />
lorsque le niveau de tension du réseau dépasse un certain seuil que ces unités sont arretées afin éviter<br />
des problèmes de tension. Dans cet article, une méthode de régulation de la tension du réseau est<br />
développée grâce à l’utilisation d’éoliennes. De cette façon, le niveau de tension du réseau est amélioré<br />
et l'éolienne peut toujours générer de la puissance, même si la tension du réseau n’est pas optimale. Les<br />
puissances active et réactive de l'éolienne sont contrôlées pour réguler la tension du réseau. L'effet d’un<br />
échange de puissance active et réactive sur la tension du réseau dépend du rapport d'impédance R / X<br />
des lignes de réseau. L'efficacité de la régulation en tension du réseau est améliorée en estimant le<br />
rapport de l'impédance du réseau en temps réel et en injectant de la puissance active et réactive de<br />
manière adéquate. Le procédé<br />
est appliqué sur des éoliennes mais peut être également utilisé pour d'autres unités DG.<br />
Momenteel injecteren DG eenheden vermogen onafhankelijk van de netspanning. Enkel wanneer de<br />
netspanning boven een bepaalde limiet stijgt, schakelen de eenheden zich uit om verdere<br />
spanningsproblemen te vermijden. In dit artikel wordt een methode ontwikkeld om de netspanning te<br />
regelen met windturbines. Op deze manier verbetert de netspanning én kunnen de wind turbines nog<br />
steeds vermogen produceren onder suboptimale netcondities. De actieve en reactieve<br />
vermogensinjectie van de wind turbine wordt geregeld om de netspanning te regelen. De invloed van<br />
de actieve en reactieve vermogensuitwisseling in het net hangt af van de netimpedantieverhouding R/X.<br />
De effectiviteit van de netspanningsregeling wordt verbeterd door de netimpedantieverhouding in ware<br />
tijd te schatten en de actieve en reactieve vermogensinjectie hieraan aan te passen. De methode wordt<br />
in dit artikel toegepast op wind turbines maar vindt ook in andere DG eenheden zijn toepassing.<br />
∗*Dit werk werd met de KBVE-prijs 'Onderzoek en Ontwikkeling' 2<strong>01</strong>4 bekroond<br />
Revue E Tijdschrift – 131 ste jaargang/131 e année – n° 1-2-3-4-<strong>2<strong>01</strong>5</strong> (publication mars/publicatie maart 2<strong>01</strong>7)