wind,dq.decoupled.bees,dstatcom.2

8/13/2019 Wind,Dq.decoupled.bees,DSTATCOM.2.

1/4

PEDS 2 0 0 7

Response of DSTATCOMunder Voltage Flicker In Farm Wind

K . A o d s u p , P . N . B o o n c h i a m l , A . S o d e - Y o m e 2 , P . K o n g s u k 3 a n d N . M i t h u l a n a n t h a n 4' D e p a r t m e n t o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g , R a j a m a n g a l a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y T h a n y a b u r i , P a t h u n t h a n i , T h a i l a n d2 D e p a r t m e n t o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g , S i a m U n i v e r s i t y , B a n g k o k , T h a i l a n d3 I n d u s t r i a l T e c h n o l o g y F i e l d o f S t u d y , R a j a m a n g a l a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y T a w a n - o k , T h a i l a n d4 E n e r g y F i e l d o f S t u d y , A s i a n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y , T h a i l a n dA b s t r a c t - T h i s p a p e r p r e se nt s t h e r e s p o n s e o f d i s t r i b u t i o ns t a t i c s y n c h r o n o u s c o m p e n s a t o r (DSTATCOM). T h e c o n n e c t i o no f w i n d t u r b i n e s t o d i s t r i b u t i o n s y s t e m s may a f f e c t t h e v o l t a g eq u a l i t y o f f e r e d t o t h e c o n s u m e r s . One o f t h e f a c t o r s c o n t r i b u t i n gt o t h i s e f f e c t i s t h e r a p i d v a r i a t i o n s o f t h e w i n d t u r b i n e o u t p u tp o w e r , w h i c h c a u s e r e s p e c t i v e f l u c t u a t i o n s i n t h e s u p p l y v o l t a g er e f e r r e d t o a s f l i c k e r . T h i s p a p e r p r es e nt s t h e d e s i g n , c o n t r o l a n d

a n a l y s i s o f a DSTATCOM e n h a n c e d w i t h a n e n e r g y s t o r a g ed e v i c e when c o m b i n e d w i t h a w i n d f a r m c o m p r i s i n g f i x e d s p e e di n d u c t i o n g e n e r a t o r s , I n t h i s p a p e r i t i s s h o w n t h a t t h eDSTATCOM, c o n t r o l l e d v i a a d e c o u p l e d v e c t o r c o n t r o l t e c h n i q u e ,i s a n e f f e c t i v e way o f r e d u c i n g v o l t a g e f l i c k e r e m i s s i o n s a t t h ep o i n t o f common c o u p l i n g , r e m o v i n g t h e w i n d s p e e d f l u c t u a t i o n sa n d i m p r o v i n g t h e t r a n s i e n t s t a b i l i t y o f w i n d f a r m . E n e r g ys t o r a g e r a t i n g r e q u i r e m e n t s a r e d i s c u s s e d i n r e l a t i o n t o t h e l e v e lo f p o w e r q u a l i t y o b t a i n e d .I n d e x t e r m s - DSTATCOM, p o w e r q u a l i t y , w i n d f a r m

I . INTRODUCTIONW i n d t u r b i n e s c o n n e c t e d t o e l e c t r i c a l g r i d s may a f f e c t t h ep o w e r q u a l i t y o f t h e s u p p l y , a s a r e s u l t o f t h e f l u c t u a t i n gc h a r a c t e r o f t h e i r o u t p u t p o w e r . T h i s c o n t a i n s b o t h p e r i o d i cc o m p o n e n t a n d r a n d o m v a r i a t i o n s , r e s u l t i n g i n c o r r e s p o n d i n gf l u c t u a t i o n s o f t h e v o l t a g e m a g n i t u d e a l o n g t h e f e e d e r w h e r et h e w i n d t u r b i n e s a r e c o n n e c t e d . F l u c t u a t i o n s i n t h e f r e q u e n c y

r a n g e b e t w e e n 0 . 5 a n d 3 5 Hz c o n t r i b u t e t o t h e l i g h t f l i c k e r i n ge f f e c t , r e f e r r e d t o a s f l i c k e r . F l i c k e r i s e v a l u a t e d a c c o r d i n g t oI E C 6 0 8 6 0 s t a n d a r d [ 1 ] [ 2 ] . A common m e a s u r e o f i t s s e v e r i t yi s t h e s h o r t - t e r m f l i c k e r i n d e x , P , t m e a s u r e d o v e r 1 0 m i np e r i o d s , w h e r e a s i n c e r t a i n c a s e s t h e l o n g - t e r m ( 1 2 0 mm) i n d e x ,P , t i s a l s o a p p l i c a b l e . T h e d r a w b a c k c h a r a c t e r i s t i c o f w i n dt u r b i n e a r e t h e h i g h e r m e c h a n i c a l s t r e s s , a n d t h e e n h a n c e de f f e c t o f p o w e r f l u c t u a t i o n s c a u s e d b y t h e b l a d e s p a s s i n g t h et o w e r , p o w e r v a r i a t i o n s c a u s e d b y v a r i a b l e w i t h s p e e d s . R e a la n d r e a c t i v e p o w e r i n j e c t i o n i s t h u s n e c e s s a r y t o c o m p e n s a t ef o r t h e s e e f f e c t s .S t a t i c c o m p e n s a t o r s (STATCOMs) a r e p r o m i s i n gt e c h n o l o g y t h a t c a n c o n t r o l g r i d v o l t a g e m o r e r a p i d l y t h a ns y n c h r o n o u s g e n e r a t o r s a n d t h y r i s t o r b a s e d s t a t i c v a rc o m p e n s a t o r s [ 3 ] a n d c a n i m p r o v e p o w e r q u a l i t y [ 4 ] .STATCOMs a r e u s e d a t a t r a n s m i s s i o n l e v e l [ 5 ] a n dd i s t r i b u t i o n l e v e l , w h e r e t h e y a r e k n o w n a s DSTATCOM [ 6 ] .W i t h o u t e n e r g y s t o r a g e , a DSTATCOM c a n c o n t r o l t h ev o l t a g e b y e x c h a n g i n g r e a c t i v e p o w e r w i t h t h e g r i d , b u t t h e i rc a p a c i t y t o e x c h a n g e a c t i v e p o w e r i s v e r y l i m i t e d d u e t o t h es m a l l e n e r g y t h a t c a n b e s t o r e d i n a c o n v e n t i o n a l D C - l i n k

c a p a c i t o r . DSTATCOM e n h a n c e d w i t h e n e r g y s t o r a g e c a n g i v ea d d i t i o n a l b e n e f i t s , s u c h a s i n c r e a s e d c a p a c i t y t o d a m p e l e c t r o -m e c h a n i c a l o s c i l l a t i o n , i n c r e a s e d p o w e r q u a l i t y a n d r e l i a b i l i t yo f s y s t e m .W i n d f a r m c o m b i n e d w i t h a DSTATCOM c o m p r i s i n g a ne n e r g y s t o r a g e d e v i c e p l a c e d o n s h o r e , c o u l d b a l a n c e t h er e a c t i v e a n d r e a l p o w e r n e e d e d t o b o o s t t h e v o l t a g e a t t h e p o i n to f common c o u p l i n g ( P C C ) , m i t i g a t e f l i c k e r e m i s s i o n s a n de l i m i n a t e w i n d s p e e d f l u c t u a t i o n s . T h i s p a p e r d e s c r i b e sa n a l y s i s a n d c o n t r o l d e s i g n o f DSTATCOM t o c o n t r o l t h ev o l t a g e a t t h e P C C , k e e p t h e p o w e r c o n s t a n t a t t h e l o a d a n dm i t i g a t e f l i c k e r e m i s s i o n s f r o m i n t e r m i t t e n t w i n d s p e e d s . T h eM A T L A B / s i m u l i n k s o f t w a r e p a c k a g e i s u s e d t o s i m u l a t e t h ep r o p o s e d c o m p e n s a t i o n s t r a t e g i e s . A v e c t o r c o n t r o l t e c h n i q u eb a s e d o n t h e d e c o u p l i n g o f r e a l a n d r e a c t i v e p o w e r .

I I . THE G R I DT h e s t u d y c a s e p o w e r s y s t e m c o n s i d e r e d i n t h i s p a p e r i s

s h o w n i n F i g . 1 . T h e m e d i u m v o l t a g e d i s t r i b u t i o n g r i d i sr e p r e s e n t e d b y i t s T h e v e n i n e q u i v a l e n t , c o n s i s t i n g o f a v o l t a g es o u r c e E l h a n d t h e s e r i e s i m p e d a n c e Z t h . A c o n c e n t r a t e d l o c a ll o a d i s c o n n e c t e d a t t h e P C C , c o r r e s p o n d i n g t o t h e c o n s u m e rl o a d s i n t h e n e a r b y a r e a . A l t h o u g h t h e l o c a l l o a d c o u l d h a v eb e e n i n c l u d e d i n t h e T h e v e n i n e q u i v a l e n t o f t h e g r i d , i t i sm o d e l e d h e r e i n d e p e n d e n t l y i n o r d e r t o i n v e s t i g a t e i t s e f f e c t o nt h e P C C .

10 x 1 5 0 kW 2 2 / 0 6 k V

1 MVp f = 82 9 r p m

F i g . 1 . S t u d y c a s e p o w e r s y s t e m .A 1 . 5 MW w i n d f a r m c o n s i s t i n g o f t e n 1 5 0 kW w i n dt u r b i n e s c o n n e c t e d t o a 2 2 kV d i s t r i b u t i o n s y s t e m e x p o r t sp o w e r t o a 2 3 0 kV g r i d t h r o u g h a 2 0 k m , 2 2 kV f e e d e r . A 0 . 9

Mvar ( Q = 5 0 ) f i l t e r a r e c o n n e c t e d a t t h e 5 7 5 V g e n e r a t i o n b u s .T h e t u r b i n e p a r a m e t e r s s p e c i f y i n g r a t i n g s o f p o w e rc o m p o n e n t s o f t h e w i n d t u r b i n e a r e s a v e d i n a M a t l a bp r o g r a m m e . T h i s f i l e i s a u t o m a t i c a l l y e x e c u t e d a t s i m u l a t i o ns t a r t s o t h a t p a r a m e t e r s f o r t h e 1 0 x 1 5 0 kW t u r b i n e s a r e l o a d e d

1 - 4 2 4 4 - 0 6 4 5 - 5 / 0 7 / 2 0 . 0 0 2 0 0 7 IEEE 7 3 2


2/4

i n o u r M a t l a b w o r k s p a c e . T h e w i n d t u r b i n e i s e q u i p p e d w i t h a3 - b l a d e f i x e d - p i t c h r o t o r , r o t a t i n g a t 2 9 r p m . T h e r o t o ra e r o d y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c s a r e s i m u l a t e d u s i n g i t s s t a t i ca e r o d y n a m i c p o w e r c o e f f i c i e n t , C p ( X ) , c u r v e , r e s u l t i n g i n t h ep o w e r c u r v e s h o w n i n F i g . 2 .T u r b i n e Power C h a r a c t e r i s t i c s ( P i t c h a n g l e b e t a = 0 d e g )

1 . 2 0

: 0 . 8 0. 6- a. 0 4_, 0 . 2 -

T h e c a l c u l a t i o n o f t h e s h o r t t e r m f l i c k e r i n d e x , P , t , r e q u i r e dt h e n a s i m p l e s t a t i s t i c a l p r o c e s s i n g o f t h e P j t t ) t i m e s e r i e s .F i r s t t h e c u m u l a t i v e d u r a t i o n c u r v e o f t h e P j t t ) v a l u e s i d f o u n d .T h e P , t i n d e x i s t h e n g i v e n b yf s t = j 0 . 0 3 1 4 P O . I s + 0 . 0 5 2 5 P I s + 0 . 0 6 5 7 P s + 0 . 2 8 P I O s + 0 . 0 8 P 5 0 s 3 )

10 6 m / s

M a x . power a t b a s e wind s p e e d (9 m / s )

5 . 8 m i s m i s1 .1 p u

- 0 . 20 0. 2 0. 4 0. 6 0 . 8T u r b i n e s p e e d ( m / s )

w h e r e P x i s t h e x p e r c e n t i l e i . e . t h e f l i c k e r l e v e l w h i c h i se x c e e d e d f o r x o f t h e t i m e ) , c a l c u l a t e d f r o m t h e P j t t )d u r a t i o n c u r v e . T h e s u b s c r i p t s d e n o t e d s m o o t h e d v a l u e s ,o b t a i n e d b y a v e r ag i n g n e i g h b o r i n g v a l u e s o f t h e d u r a t i o n c u r v e ,a s d e s c r i b e d i n I E C 6 0 8 6 8 - 0 .

F i g . 3 . U I E / I E C f l i c k e r m e t e r f u n c t i o n a l d i a g r a m .1 . 2 1 . 4F i g . 2 . W i n d t u r b i n e p o w e r c u r v e .

I I I . F L I C K E R CALCULATIONT h e a s s e s s m e n t o f t h e s h o r t - t e r m f l i c k e r i n d e x , P s t , i sp e r f o r m e d a s s p e c i f i e d i n I E C 6 0 8 6 8 a n d b r i e f l y d e s c r i b e d i nt h i s s e c t i o n , f o r t h e s a k e o f c o m p l e t e n e s s . I n F i g . 3 , t h eU I E / I E C f l i c k e r m e t e r b l o c k d i a g r a m i s s h o w n . I n p u t i s a 1 0 -m i n t i m e s e r i e s o f t h e v o l t a g e a t t h e e v a l u a t i o n n o d e , w h i c h

may b e e x p r e s s e d a s

I V . MATHEMATICAL MODEL OF DSTATCOMDSTATCOM s h o w n i n F i g . 4 i s m o d e l e d u s i n g t h e d qt r a n s f o r m a t i o n a s d e f i n e d i n [ 8 ] . T h e i n v e r t e r b l o c k i s t r e a t e da s a n i d e a l l o s s l e s s v o l t a g e s o u r c e c o n v e r t e r . T h e i n v e r t e rs w i t c h i n g l o s s e s a r e r e p r e s e n t e d b y a r e s i s t a n c e R f i n p a r a l l e lw i t h a D C - l i n k e n e r g y s t o r e s u p e r c a p a c i t o r . T h e t r a n s f o r m e rl e a k a g e r e a c t a n c e a n d t h e i n v e r t e r s e r i e s r e s i s t a n c e a r er e p r e s e n t e d b y L f a n d R f , r e s p e c t i v e l y

( 1 )Cw h e r e U 0 i s t h e a v e r a g e n o d e v o l t a g e m a g n i t u d e , A U ( t ) t h es u p e r i m p o s e d a m p l i t u d e v a r i a t i o n s , o w = 2 7 f t h e s y s t e mf r e q u e n c y a n d y t h e i n i t i a l p h a s e a n g l e . U s i n g e q u a t i o n ( 1 ) , t h eo u t p u t o f t h e f i r s t b l o c k o f t h e f l i c k e r m e t e r c a n b e e x p r e s s e d a s : F i g . 4 . E q u i v a l e n t c i r c u i t o f DSTATCOM.

u 2t) + A U ( t ) - 2 + A U t ) I c o s F 2 c t c t + / ) ]U 0 2 L 2 ]L 1 ( 2 )T h e c o n s t a n t U O / 2 i n t h e a b o v e e x p r e s s i o n i s e l i m i n a t e d b yt h e h i g h p a s s f i l t e r ( 1 s t o r d e r , 0 . 5 Hz c u t - o f f f r e q u e n c y ) ,w h e r e a s t h e d o u b l e p o w e r f r e q u e n c y c o m p o n e n t i s f i l t e r e d o u t

b y t h e s u b s e q u e n t l o w - p a s s f i l t e r b l o c k ( 6 t h o r d e r B u t t e r w o r t h ,3 5 Hz c u t - o f f f r e q u e n c y ) . H e n c e , o u t p u t o f t h e t h i r d b l o c k a r et h e v o l t a g e m a g n i t u d e v a r i a t i o n s , A U ( t ) , i n t h e f r e q u e n c y r a n g e0 . 5 t o 3 5 H z .T h e n e x t b l o c k i n d i a g r a m o f F i g . 3 i s a w e i g h t i n g f u n c t i o n ,s i m u l a t i n g t h e p e r c e p t i o n a b i l i t y o f t h e h u m a n e y e v s . t h ef r e q u e n c y o f t h e d i s t u r b i n g s i g n a l . T h e p e a k o f t h i s c u r v e i sl o c a t e d a t 8 . 8 H z . S i n c e t h e i r r i t a t i o n c a u s e d i s p r o p o r t i o n a l t ot h e s q u a r e o f t h e v o l t a g e m a g n i t u d e f l u c t u a t i o n s , t h e o u t p u t o ft h e w e i g h t i n g f u n c t i o n b l o c k i s s q u a r e d a n d l e d t o a 1 s t o r d e rl a g , r e p r e s e n t i n g t h e memory t e n d e n c y o f t h e h u m a n b r a i n . I t so u t p u t i s t h e t i m e s e r i e s o f t h e i n s t a n t a n e o u s f l i c k e r s e n s a t i o n ,P s t t ) .

T h e A C - s i d e e q u a t i o n s c a n b e w r i t t e n i n t e r m s o f t h ei n s t a n t a n e o u s v a r i a b l e s s h o w n i n F i g . 1 .

dt L L 4 )

E q u a t i o n 4 i s c o n v e r t e d i n t o p e r - u n i t v a l u e s a n d t r a n s f o r m t or o t a t i n g f r a m e a s s h o w n i n ( 5 )Rfo ) bdid L k i d l c b F e d -V

d L L 5 )

w h e r e v i s t h e r m s - v a l u e o f t h e g r i d v o l t a g e .

7 3 3

u t ) [ U o +AU t ] s i n o t + y / )


3/4

T h e i n s t a n t a n e o u s p o w e r a t t h e DC a n d AC s i d e o f t h eDSTATCOM i n v e r t e r m u s t b e e q u a l a n d t h e r e f o r e t h ef o l l o w i n g p o w e r b a l a n c e e q u a t i o n m u s t b e h o l d :32 e d i d e q i q )

T h e m o d u l a t i o n i n d e x m i s t h e m a g n i t u d e r a t i o o f t h e DCa n d AC s i d e v o l t a g e a n d o c i s t h e a n g l e b y w h i c h t h e i n v e r t e rv o l t a g e s l e a d o r l a g t h e b u s v o l t a g e s . A v e c t o r c o n t r o l s c h e m ec o n t r o l s i d a n d i q b y v a r y i n g t h e m o d u l a t i o n i n d e x a n d a n g l e ,a s s h o w n i n F i g . 5 . A p h a s e - l o c k e d - L o o p ( P L L ) i s u s e d t op r o v i d e t h e r e f e r e n c e v o l t a g e a n g l e 0 , t h e r e b y s y n c h r o n i z i n gt h e c u r r e n t v e c t o r s t o t h e f u n d a m e n t a l o f t h e PCC v o l t a g e sF r o m F i g . 2 a n d u s i n g p . u . v a l u e s , t h e DC s i d e c i r c u i te q u a t i o n i s d e r i v e d a s f o l l o w s :d v d cd t

1 V d c 1CR dc

dvdc OJbC Vdcd i t d c + R f

T h e s t a t e space e q u a t i o n f o r DSTATCOM i s o b t a i n e d :'d d

ci t ' q - V d c Vdc L O ] 0 ( 9 ) F i g . 5 DSTATCOM v e c t o r c o n t r o l s c h e m e - L P F : L ow P a s s F i l t e r , P l :P r o p o r t i o n a l I n t e g r a l r e g u l a t o r .L i n e a r i s i n g a r o u n d an o p e r a t i o n p o i n t a n d u s i n g t h e f a c t t h a t

no a c t i v e power i s e x c h a n g e d a t t h e e q u i l i b r i u m p o i n t i t i sp o s s i b l e t o g e t a d e c o u p l e d e x p r e s s i o n f o r i d a n d i q [ 2 ] .Rf d A i d L A i d + Cl ( 1 0 )

dt A A i q R f O ] Ai q J _ C 2LI t can b e seen f r o m e q u a t i o n ( 1 0 ) t h a t no c r o s s - c o u p l i n gb e t w e e n i d a n d i q occurs. A l s o , i f c 1 a n d c2 are e x p r e s s e d as i n

e q u a t i o n ( 1 1 ) , a r e a l a n d r e a c t i v e power d e c o u p l e d v e c t o rc o n t r o l s t r a t e g y can b e a c h i e v e d s i n c e i d can b e u s e d t or e g u l a t e t h e a c t i v e power a n d i q t o c o n t r o l t h e r e a c t i v e powerf l o w .

C 0 k , +_i *i)

The relation between the DC side voltage and the line toneutral AC side voltage of the inverter terminal can beexpressed as follows:

ed = mvdc COSa

eq = mvdC sn

T h e w i n d t u r b i n e s c u r r e n t are s u b j e c t e d t o a l o w pass f i l t e r ,w h i c h h a s a s e l e c t a b l e t i m e c o n s t a n t t o a c h i e v e d i f f e r e n t c u t -o f f f r e q u e n c y . T h e f i l t e r i w t s i g n a l p r o v i d e s t h e r e a l powerr e f e r e n c e o f t h e c o n t r o l s c h e m e . T h e f u n c t i o n a l i t y o f t h i s L PFcan b e e x p l a i n e d as f o l l o w s . S e l e c t i n g a 1 0 - 4 Hz c u t - o f f m a k e sh e i n p u t c u r r e n t r e f e r e n c e v i r t u a l l y c o n s t a n t r e p r e s e n t i n ge f f e c t i v e l y t h e mean o f i w t . I n t h i s c a s e , t h e c o n t r o l s y s t e m w i l lt r y t o p e r f e c t l y s m o o t h t h e power a t t h e PCC b y maximumv a r i a t i o n o f t h e r e a l power c o m p o n e n t o f t h e DSTATCOMc u r r e n t i d i n v t o c o m p e n s a t e f o r r e a l power f l u c t u a t i o n i n i . Ont h e o t h e r h a n d , a L PF w i t h 1 Hz c u t - o f f r e l a x e s s i g n i f i c a n t l yt h e b a n d w i d t h o f c o n t r o l , i n o t h e r w o r d s a l l o w i n g somef l u c t u a t i o n a t P C C , r e s u l t i n g i n l e s s po wer c o m p e n s a t i o n a n dr e q u i r i n g l e s s energy s t o r a g e .

V . ENERGY STORAGE S I Z I N GF o r a p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n i t i s i m p o r t a n t t o m i n i m i z e t h e

energy s t o r a g e r a t i n g t o r e d u c e t h e c o s t a n d s i z e . T h e r e q u i r e denergy s t o r a g e can b e d e r i v e d f r o m t h e m o d u l a t i o n i n energye x c h a n g e b y t h e STATCOM w h i c h i s necessary t o r e d u c ef l i c k e r t o an a c c e p t a b l e l e v e l f o r a c e r t a i n s i t e . T h e D C - l i n kenergy i s u s e d i n o r d e r t o assess t h e energy r e q u i r e m e n t o fc o n s t a n t a n d L PF r e f e r e n c e s , over a s p e c i f i c p e r i o d .

E d c = P d c dt =f V d c I d c d t ( 1 4 )( 1 2 ) A minimum v a l u e f o r v o l t a g e must c h o s e n t o a v o i d an( 1 3 ) e x c e s s i v e c u r r e n t r a t i n g o f t h e power e l e c t r o n i c c o n v e r t e r , a n dt o b e a b l e t o c o n t r o l P a n d Q i n d e p e n d e n t l y . A minimum v a l u eo f 90 o f t h e n o m i n a l DC v o l t a g e h a s b e e n c h o s e n h e r e . T h e

734

7 )

( 8 )

P d , =- a , = : : : > V d c i d ,

V r e f


4/4

v a l u e o f c a p a c i t a n c e c a n t h e n b e c a l c u l a t e d f r o m t h e m e a s u r e dp e a k t o p e a k DC e n e r g y a s f o l l o w s .1 E d = 2 C V d o 9 d c ) ) ( 1 5 )

V I . SIMULATION RESULTS i m u l a t i o n u s e d p o w e r d i s t r i b u t i o n o f T h a i l a n d s i z i n g 2 2 kV5 0 Hz . C o n n e c t t o t r a n sf o r m e r 1 0 0 kVA DSTATCOM c a nc o m p e n s a t i o n v o l t a g e f l i c k e r m o r e 1 0 s e c w i t h u s e d c a p a c i t o rs i z i n g 4 0 mF a n d c o n t r o l d c v o l t a g e a t d c l i n k . F i g . 6 s h o w sd u r i n g v o l t a g e f l i c k e r a t 4 0 ms F i g . 7 s h o w c u r r e n t i n j e c t t os y s t e m w h e n d u r i n g v o l t a g e f l i c k e r a t 4 0 ms a n d F i g . 8 s h o w sv o l t a g e c u r v e o f p h a s e A w h e n DSTATCOM c o m p e n s a t i o n .

From s i m u l a t i o n DSTATCOM c a n c o m p e n s a t i o n v o l t a g ef l i c k e r .1 51

F i g . 6 . V o l t a g e F l i c k e r a t P h a s e A

V I I . CONCLUSIONST h e u s e o f a n e n e r g y s t o r a g e d e v i c e l i n k e d t o aDSTATCOM t o p r o v i d e r e a l p o w e r a s w e l l a s r e a c t i v e p o w e rf l o w w a s e x p l o r e d i n t h i s p a p e r . T h e r e s u l t s h a v e s h o w n t h a t

t h e DSTATCOM d e v i c e h a s t h e a b i l i t y t o s i g n i f i c a n t l y r e d u c et h e p o w e r f l u c t u a t i o n g e n e r a t e d b y w i n d f a r m c o m p r i s i n g f i x e ds p e e d i n d u c t i o n g e n e r a t o r s , w h i l e a l s o k e e p i n g t h e v o l t a g e a tt h e PCC a t 1 p . u . I n a d d i t i o n , t h e w i n d f a r m s f a u l t r i d et h r o u g h c a p a b i l i t y c a n b e g r e a t l y i m p r o v e d b y t h eDSTATCOM. F o r c o m m e r c i a l a p p l i c a t i o n a m o r e d e t a i l e dd e s i g n a n d t e c h n i c a l c a n e c o n o m i c a n a l y s i s n e e d s t o b e c a r r i e do u t . T a k i n g i n t o c o n s i d e r a t i o n m a i n t e n a n c e a n d o p e r a t i o n c o s t s ,t h i s w o u l d a l l o w a c o m p a r i s o n b e t w e e n a w i n d f a r m u s i n gf i x e d s p e e d i n d u c t i o n g e n e r a t o r s c o m b i n e d w i t h DSTATCOMo n s h o r e , a n d w i n d f a r m s w h i c h i n h e r e n t l y g e n e r a t e l e s s f l i c k e rd u e t o t h e s m o o t h i n g e f f e c t o f t h e r o t o r w i t h v a r i a b l e s p e e d .REFERENCES

[ 1 ] CIGRE S t u d y C o m m i t t e e , D e v e l o p m e n t o f D i s p e r s e d G e n e r a t i o n a n dC o n s e q u e n c e f o r P o w e r S y s t e m , F i n a l R e p o r t o f WG C 6 . 0 1 ( e x 3 7 . 3 3 ) ,J u l y , 2 0 0 3 .[ 2 ] J . G . S l o o t w e g , W . L . K l i n g ; A g g r e g a t e d M o d e l i n g o f Wind P a r k s i n P o w e rs y s t e m D y n a m i c S i m u l a t i o n s , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , t h eN e t h e r l a n d s[ 3 ] R u i M . G . C a s t r o , J . M . F e r r e i r a d e J e s u s ; A n A g g r e g a t e d w i n d P a r kM o d e l , T e c h n i c a l U n i v e r s i t y o f L i s b o n , P o r t u g a l[ 4 ] C . A b b e y , B . K h o d a b a k h c h i a n , F . Z h o u ; T r a n s i e n t m o d e l l i n g a n dc o m p a r i s o n o f w i n d g e n e r a t o r t o p o l o g i e s , I n t e r n a t i o n a l c o nf er e nc e o np o w e r s y s t e m t r a n s i e n t s ( I P S T ' 0 5 ) , C a n a d a[ 5 ] J . G . S l o o t w e g , W . L . K l i n g ; M o d e l l i n g o f L a r g e W i n d F a r m s i n P o w e rS y s t e m S i m u l a t i o n , D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , t h e N e t h e r l a n d s[ 6 ] N . M i t h u l a n a n t h a n , C la u d i o A . C a n i z a r e s ; C o m p a r i s o n o f P S S , S V C , a n dSTATCOM c o n t r o l l e r s f o r d a m p i n g p o w e r s y s t e m o s c i l l a t i o n , IEEET r a n s . P o w e r S y s t e m s , O c t o b e r 2 0 0 2[ 7 ] P . G a r c i a - G o n z a l e z , A . G a rc i a C . ; C o n t r o l s y s t e m f o r a P W M - b a s e dSTATCOM , U n i v e r s i d a d P o n t i f i c i a C o m i l l a s d e M a r d r i d , S p a i n .[ 8 ] P . S . S e n s a r m a , K . R . P a d i y a r ; A n a l y s i s a n d e r f o r m a n c e E v al u at i o n o f aD i s t r i b u t i o n STATCOM f o r o m p e n s a t i n g V o l t a g e F l u c t u a t i o n s , T h eD e p a r t m e n t o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g , I n d i a n I n s t i t u t e o f S c i e n c e , I n d i a

F i g . 7 . O u t p u t c u r r e n t o f t h e D-STATCOM.

F i g . 8 . V o l t a g e w a v e f o r m b e f o r e a n d d u r i n g t h e c o m p e n s a t i o n

7 3 5

- 1 . 5 0 0 . 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6T i m e [ s e c ] 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1

oL , - 0 . 2

- 0 . 4- 0 . 6

0 . 4 0 . 5 0. 6T i m e ( s e c . )

wind,dq.decoupled.bees,dstatcom.2

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