Control strategy for maximizing conversion efficiency of a small hydropower plant

An analysis of the energy conversion system which consists of a propeller water turbine, a permanent magnet synchronous generator and a power electronic converter is presented. The considered control strategy implements an optimizing technique that guarantees maximal average efficiency independently of hydrological condition changes through the constant search for optimal operation parameters. The water flow parameter, essential for objective function estimation, is eliminated by the dedicated control technique. The control method is implemented and tested in the model created in the Matlab/Simulink software. All characteristics and parameters were identified on a real small hydropower plant and on the special laboratory model.

---

W artykule analizowany jest tor przetwarzania energii, który składa się z turbiny śmigłowej, generatora synchronicznego z magnesami trwałymi oraz przekształtnika energoelektronicznego. Przedstawiono strategię sterowania opartą na metodach optymalizacji, która przez ciągłe poszukiwanie optymalnych parametrów pracy gwarantuje maksymalną sprawność przetwarzania niezależnie od zmiennych warunków hydrologicznych. Przez wybraną technikę sterowania wyeliminowano konieczność znajomości parametru przepływu wody niezbędnego do oszacowania funkcji celu. Strategia sterowania została zaimplementowana i przetestowana w modelu opracowanym z zastosowaniem oprogramowania Matlab/Simulink. Wszystkie charakterystyki i parametry zostały zidentyfikowane w rzeczywistym obiekcie małej elektrowni wodnej i na stanowisku laboratoryjnym.