Auxiliary control design for VSC-HVDC valve against SSCI in high penetration renewable energy (DFIG-based) power system

Fuel crises, air pollution and recently war have led to more enthusiasm for the production of renewable energies, and this is just the beginning of the process of complete independence from fossil fuels. the total installed capacity of renewable power in the world has increased from 1.2 TW to 2.5 TW from 2010 to 2019, It is estimated that, by 2030, the installed capacity of wind and solar photovoltaic power generation will reach around 3.8 TW in the world. this paragraph means we are facing a new character of power system known by increasing renewable power plants e.g., wind and solar, and power electronic devices whose characteristics are comprehensively reviewed in this work. In the following, thesis is focused on reasoning, simulating and mitigating of most newly happened Sub Synchronous Oscillations (sub synchronous control interaction(SSCI)) due to new character of power system, dynamic modelling by di erential and algebraic equations (DAE) of all parts of DFIG-based power system in MATLAB helping us to implement eigenvalue sensitivity analysis and design and attaching an HVDC valve auxiliary controller to dynamic of the system to mitigation of SSCI. We could not be satis ed before reaching the maximum of SSCI mitigation which was achieved with the help of optimizer attaching to our auxiliary control design to tune its parameters in best situation, so we introduced Gentic Algorithm(GA) as a powerful stochastic search algorithms based on the mechanism of natural selection and natural genetics. Whole mentioned system was implemented in MATLAB part by part practically and the results were expressed with sufficient justifications as we could.

Stiamo assistendo ad un sempre maggiore interesse per la produzione di energie rinnovabili, tanto da poter ritenere che questo possa essere solo l'inizio del processo di completa indipendenza dai combustibili fossili. La capacità totale installata di energia rinnovabile nel mondo è aumentata da 1,2 TW a 2,5 TW dal 2010 al 2019, si stima che, entro il 2030, la capacità installata di generazione di energia eolica e solare fotovoltaica raggiungerà circa 3,8 TW nel mondo. Questo significa che i sistemi elettrici si trovano di fronte alla significativa sfida di nuovo carattere del sistema di alimentazione noto aumentando le centrali elettriche rinnovabili, ad esempio, eolico e solare, e dispositivi elettronici di potenza le cui caratteristiche sono ampiamente riviste in questo lavoro.   IL lavoro di tesi è incentrato sulla modellazione e la simulazione di parchi eolici, al fine di analizzare e successivamente mitigare le oscillazioni subsincrone (interazione di controllo subsincrono (SSCI)) principalmente dovute alla mutata configurazione dei sistemi elettrici. La modellazione dinamica mediante equazioni differenziali e algebriche (DAE) di tutti parti del sistema di alimentazione basato su DFIG in MATLAB che ci aiutano a implementare l'analisi e la progettazione della sensibilità agli autovalori e il collegamento di un controller ausiliario della valvola HVDC alla dinamica del sistema per mitigare l'SSCI. Dal momento che l'ottimizzazione deterministico, applicato alla scelta dei parametri del controllore, non ha prodotto risultati pienamente soddisfacenti, si è fatto ricorso a tecniche di Genetic Algorithm (GA). L'intero sistema sotto analisi è stato modellizzato in MATLAB e i risultati sono stati riportati e analizzati in dettaglio.