ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT TỨC THỜI VI LƯỚI SỬ DỤNG BÁNH ĐÀ LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG VỚI THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN BACKSTEPPING

Tóm tắt

Hệ thống lưu trữ năng lượng bánh đà tích hợp máy điện cảm ứng (IM-FESS) là một hệ thống cơ, điện, điện tử lưu trữ năng lượng dưới dạng động năng. Quá trình trao đổi năng lượng giữa IM-FESS và lưới điện được thực hiện thông qua hai bộ chuyển đổi điện tử công suất mắc theo cấu trúc back-to-back. Bài báo trình bày kết quả phân tích thiết kế chiến lược điều khiển phi tuyến Backstepping nhằm điều khiển hoạt động của IM-FESS góp phần ổn định công suất tức thời vi lưới. Chiến lược Backstepping được áp dụng cho cả bộ điều khiển phía lưới (GSC) và bộ điều khiển phía máy (MSC) bằng cách phân rã hệ thống thành các lớp con, sau đó lựa chọn tín hiệu điều khiển cho từng lớp, đảm bảo thỏa mãn ổn định Lyapunov. Hiệu quả của thuật toán được kiểm chứng thông qua mô phỏng trên phần mềm Matlab – Simulink, cho thấy khả năng cải thiện đáng kể hiệu năng điều khiển. 

Title

INSTANTANEOUS POWER STABILIZATION OF MICROGRID USING FLYWHEEL ENERGY STORAGE WITH BACKSTEPPING CONTROL ALGORITHM

Abstract

The Induction Machine-Based Flywheel Energy Storage System (IM-FESS) is a mechanical, electrical, and electronic system that stores energy in the form of kinetic energy. The energy exchange process between the IM-FESS and the power grid is carried out through two power electronic converters connected in a back-to-back configuration. This paper presents the analysis and design results of a nonlinear Backstepping control strategy to regulate the operation of the IM-FESS, contributing to the stabilization of the instantaneous power of the microgrid. The Backstepping strategy is applied to both the Grid-Side Converter (GSC) and the Machine-Side Converter (MSC) by decomposing the system into sub-layers and then selecting control signals for each layer while ensuring Lyapunov stability. The effectiveness of the proposed algorithm is validated through simulations in Matlab – Simulink, demonstrating significant improvements in control performance.