Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 146-153.

Incorporating renewable energy sources into conventional power systems can negatively impact power system operation and control, particularly in frequency regulation. This thesis discusses the enhancement of inertial response for power systems frequency support using wind turbines, particularly variable-speed wind turbines (VSWTs). VSWTs, which have power converters that decouple their rotating masses from the electric grid, can support system frequency using several inertial frequency controllers. This study uses MATLAB/Simulink to implement VSWTs connected to a hydro turbine. Different scenarios are analyzed and compared, focusing on using one inertial control to support frequency response after system disturbance with low and high wind speeds. The dissertation proposes two enhanced adaptive natural inertia control structures: ROCOF-dependent and ∆f-dependent. These controllers adapt their gains based on frequency deviation and rate of change of frequency signals, considering wind speed. The study also investigates the single-step termination of ∆f-dependent frequency support controllers and the application of a time variable control scheme for alleviating secondary frequency dips. The results show that the proposed controllers are superior in handling severe operating conditions and are suitable for various wind penetration levels, wind speeds, and load changes

إن دمج مصادر الطاقة المتجددة في أنظمة الطاقة التقليدية يمكن أن يؤثر سلبًا على تشغيل نظام الطاقة والتحكم فيه، خاصة في تنظيم التردد. تناقش هذه الأطروحة تعزيز الاستجابة بالقصور الذاتي لدعم تردد أنظمة الطاقة باستخدام توربينات الرياح، وخاصة توربينات الرياح متغيرة السرعة. يمكن لـتلك التوربينات التي تحتوي على محولات طاقة تفصل كتلتها الدوارة عن الشبكة الكهربائية، دعم تردد النظام باستخدام العديد من وحدات التحكم في التردد بالقصور الذاتي. تستخدم هذه الدراسة برنامج محاكاة ماتلاب لمحاكاة توربينات الرياح المتصلة بالتوربينة المائية. تم تحليل ومقارنة سيناريوهات مختلفة، مع التركيز على استخدام عنصر تحكم واحد بالقصور الذاتي لدعم استجابة التردد بعد اضطراب النظام بسرعات الرياح المنخفضة والعالية. تقترح الأطروحة هيكلين معززين جديدين للتحكم في القصور الذاتي الطبيعي التكيفي: يعتمدان على (ROCOF)، وعلى (f∆)، حيث تقوم وحدات التحكم هذه بتعديل معاملاتها بناءً على انحراف التردد ومعدل تغير إشارات التردد، مع الأخذ في الاعتبار سرعة الرياح. تبحث الدراسة أيضًا الإنهاء أحادي الخطوة لوحدات التحكم في دعم التردد المعتمدة على (f∆) وتطبيق نظام التحكم المتغير الزمني للتخفيف من انخفاضات التردد الثانوي. أظهرت النتائج أن وحدات التحكم المقترحة متفوقة في التعامل مع ظروف التشغيل القاسية ومناسبة لمختلف مستويات اختراق الرياح وسرعات الرياح وتغيرات الأحمال.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.