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Zhenbin Zhang (Technische Universität München) Fengxiang Wang (Technische Universität München) Metehan Acikgoz (Technische Universität München) Xinbo Cai (Technische Universität München) Ralph Kennel (Technische Universität München)
저널정보
전력전자학회 ICPE(ISPE)논문집 ICPE 2015-ECCE Asia
발행연도
2015.6
수록면
99 - 106 (8page)

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This work presents a back-to-back power converter Permanent-magnet Synchronous Generator (PMSG) wind turbine real-time simulation system based on FPGA Hardware-in-the-Loop (HiL) concept. The proposed system can be used for Electric Control Units (ECUs) evaluation in a real-time manner. The refreshing rate effect of a HiL emulator is discussed and analyzed with real-time simulation proof. Within this work, perunit system model of a 2MW Back-to-Back converter direct-drive PMSG wind turbine system is developed both in continuous and discrete formats. The effectiveness of the discrete per-unit system model is firstly verified through off-line simulation in Matlab/Simulink environment. Then by using a so-called Single-Cycle-Timed- Loop (SCTL) technique, the per-unit discrete system model is implemented on an FPGA based platform as the emulator, achieving a very high refreshing-rate (up to 250 kHz, i.e., 4μs). The emulator refreshing rate effect is evaluated in a real-time operating manner by implementing an ECU (using FOC/VOC control scheme) in a second FPGA chassis. At the end of this paper the results are analyzed and theoretically interpreted.
#Wind Turbine System #PMSG #FPGA Hardware-in-the-Loop Simulation #Back-to-Back Power Converter #Voltage and Field Oriented Control

목차

Abstract
I. INTRODUCTION
II. SYSTEM DESCRIPTION AND MODELING
III. FIELD ORIENTED CONTROL AND VOLTAGE ORIENTED CONTROL SCHEME
IV. FPGA DESIGN OF THE ELECTRICAL CONTROL UNIT AND HIL EMULATOR
VI. CONCLUSION
REFERENCES

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