A Real-Time Sliding Mode Control for a Wind Energy System Based on a Doubly Fed Induction Generator

In this paper, a real time sliding mode control scheme for a variable speed wind turbine that incorporates a doubly feed induction generator is described. In this design, the so-called vector control theory is applied, in order to simplify the system electrical equations. The proposed control scheme involves a low computational cost and therefore can be implemented in real-time applications using a low cost Digital Signal Processor (DSP). The stability analysis of the proposed sliding mode controller under disturbances and parameter uncertainties is provided using the Lyapunov stability theory. A new experimental platform has been designed and constructed in order to analyze the real-time performance of the proposed controller in a real system. Finally, the experimental validation carried out in the experimental platform shows; on the one hand that the proposed controller provides high-performance dynamic characteristics, and on the other hand that this scheme is robust with respect to the uncertainties that usually appear in the real systems.

Estimating reflectivity values from wind turbines for analyzing the potential impact on weather radar services

Locate full-text(opens in a new window)|View at Publisher| Export | Download | More... Atmospheric Measurement Techniques Volume 8, Issue 5, 27 May 2015, Pages 2183-2193 Estimating reflectivity values from wind turbines for analyzing the potential impact on weather radar services (Article) Angulo, I.a, Grande, O.a, Jenn, D.b, Guerra, D.a, De La Vega, D.a a University of the Basque Country (UPV/EHU), Bilbao, Spain b Naval Postgraduate School, Monterey, United States View references (28) Abstract The World Meteorological Organization (WMO) has repeatedly expressed concern over the increasing number of impact cases of wind turbine farms on weather radars. Current signal processing techniques to mitigate wind turbine clutter (WTC) are scarce, so the most practical approach to this issue is the assessment of the potential interference from a wind farm before it is installed. To do so, and in order to obtain a WTC reflectivity model, it is crucial to estimate the radar cross section (RCS) of the wind turbines to be built, which represents the power percentage of the radar signal that is backscattered to the radar receiver.

For the proposed model, a representative scenario has been chosen in which both the weather radar and the wind farm are placed on clear areas; i.e., wind turbines are supposed to be illuminated only by the lowest elevation angles of the radar beam.

This paper first characterizes the RCS of wind turbines in the weather radar frequency bands by means of computer simulations based on the physical optics theory and then proposes a simplified model to estimate wind turbine RCS values. This model is of great help in the evaluation of the potential impact of a certain wind farm on the weather radar operation.

Acoplamento de simulador de imagens SAR a interpretador MPI para estimação do espectro direcional de ondas.

O protótipo de uma interface gráfica para análise de imagens SAR (radar de abertura sintética - da sigla em inglês (Synthetic Aperture Radar) vem sendo desenvolvido e aperfeiçoado. Em seu estágio atual, a ferramenta é capaz de extrair o espectro direcional de ondas e o campo de ventos de imagens ERS 1&2. Dentre as diversas abordagens empregadas no desenvolvimento do protótipo, pode-se citar a avaliação da metodologia atualmente utilizada na interpretação das imagens. Neste sentido, é apresentada uma proposta de geração de imagens SAR sintéticas, de forma a viabilizar a avaliação do método de extração de parâmetros meteo-oceanográficos a partir do acoplamento do simulador de imagens com o interpretador utilizado no protótipo. Uma comparação detalhada entre os valores empregados para simulação e os resultados sacados da interface torna possível identificar possíveis deficiências e indicar aperfeiçoamentos ao método. Desta forma, o presente trabalho, além de discutir o protótipo para análise de imagens SAR, apresenta o desenvolvimento do acoplamento do simulador de imagens. Os resultados obtidos indicam que o acoplamento atingiu parcialmente seu objetivo apresentando bons resultados na interpretação das direções. Porém, ainda há algumas questões a serem avaliadas para a obtenção de resultados mais consistentes.

Beam conditions for radiation generated by an electromagnetic J 0-correlated Schell-model source

Based on the 2 x 2 (electric field) cross-spectral density matrix, a model for an electromagnetic J(0)-correlated Schell-model beam is given that is a generalization of the scalar J(0)-correlated Schell-model beam. The conditions that the matrix for the source to generate an electromagnetic J(0)-correlated Schell-model beam are obtained. The condition for the source to generate a scalar J(0)-correlated Schell-model beam can be considered as a special case. (C) 2008 Optical Society of America

Microstructure of the crystals generated in borate glass irradiated by femtosecond laser pulses

In this study, we examined the microstructure of crystals generated in borate glass by femtosecond laser irradiation (FSLI). The distribution of the high-temperature and low-temperature phases of barium metaborate crystals produced in the borate glass is analyzed using Raman spectroscopy. We then propose the possible mechanism for the generation of crystals in glass by FSLI.

Implementação de um algoritmo numérico para solução da equação de Christoffel generalizada em acustoelasticidade.

Extensos estudos realizados nas últimas décadas sobre a propagação de ondas ultrassônicas em sólidos levaram ao desenvolvimento de técnicas não destrutivas para a avaliação da segurança e integridade de estruturas e componentes industriais. O interesse na aplicação de técnicas ultrassônicas para medição de tensões aplicadas e residuais decorre da mudança mensurável da velocidade das ondas ultrassônicas na presença de um campo de tensões, fenômeno conhecido como efeito acustoelástico. Uma teoria de acustoelasticidade fornece um meio atrativo e não destrutivo de medir a tensão média ao longo do caminho percorrido pela onda. O estudo da propagação das ondas ultrassônicas em meios homogêneos anisotrópicos sob tensão conduz a um problema não linear de autovalores dado pela equação de Christoffel generalizada. A característica não linear deste problema decorre da interdependência entre as constantes elásticas efetivas do material e as tensões atuantes. A medição experimental de tensões por técnicas ultrassônicas é um problema inverso da acustoelasticidade. Esta dissertação apresenta a implementação de um algoritmo numérico, baseado no método proposto por Degtyar e Rokhlin, para solução do problema inverso da acustoelasticidade em sólidos ortotrópicos sujeitos a um estado plano de tensões. A solução da equação de Christoffel generalizada apresenta dificuldades de natureza numérica e prática. A estabilidade e a precisão do algoritmo desenvolvido, bem como a influência das incertezas na medição experimental das velocidades das ondas ultrassônicas, foram então investigadas. Dados sintéticos para as velocidades das ondas ultrassônicas de incidência oblíqua em uma placa sujeita a um estado plano de tensões foram gerados pela solução direta da equação de Christoffel generalizada para ilustrar a aplicação do algoritmo desenvolvido. O objetivo maior desta dissertação é a disponibilização de uma nova ferramenta de cálculo para suporte às atividades experimentais de medição de tensões por ultrassom no país.

Análisis de emplazamiento de un parque eólico en la parte peninsular española.

[ES]El objetivo de este trabajo fin de grado es analizar el recurso eólico presente en la parte peninsular español y diseñar un parque eólico en el que se considere el emplazamiento más óptimo. Para ello se analizan mapas de vientos, mapas de espacios protegidos, mapas de batimetría y de disposición del medio marino. Tras ello se concluye que ese punto óptimo se encuentra en la costa de Cádiz, cercana al Cabo de Trafalgar. En ese punto se diseña un parque eólico offshore. Adicionalmente, se calcula la generación de energía eléctrica anual en ese parque y se realiza su correspondiente planificación y análisis económico.