Simulación del control de potencia activa y reactiva de un aerogenerador.
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Date
2020-02
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Publisher
Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; Facultad de Ciencias de la Ingeniería y A plicadas.
Abstract
En esta investigación, se mostró el análisis y control de la potencia activa y reactiva en el
lado de la red de un aerogenerador, debido a las variaciones de la velocidad del viento, las
variables de estado son fluctuantes y no se pueden acoplar a la barra infinita, para este
problema se realizó una simulación mediante el software Simulink/ Matlab, se implementó
un sistema de control capaz de solucionar estos inconvenientes. Para el desarrollo de la
investigación se analizó la literatura científica y metodológica para determinar el estado de
arte de las configuraciones y modelados de control utilizados en generadores eólicos. Como
resultado se empleó la configuración tipo D, debido a que presenta una mayor eficiencia para
el Sistema de Conversión de Energía Eólica (WECS), basado en una máquina síncrona de
imanes permanente (PMSG) por accionamiento directo, un control back to back que cuenta
con un rectificador e inversor accionado por IGBT´s, conectados a través de un condensador
de corriente continua. El control de potencia activa se realizó por el lado del generador, por
medio del máximo coeficiente de potencia, en el estudio realizado, se utilizó un control pitch
angle, donde la máxima potencia entregada por la turbina se obtiene con un valor de betha
de 0 grados. Mientras tanto el control de potencia reactiva, voltaje y frecuencia se hizo por
el lado de la red, para lo cual se implementó diferentes tipos de controles, denominado
control orientado de voltaje o COV, se procede a la transformación de Clarke y Park, tanto
para voltajes y corrientes con valores CC en un sistema de referencia estacionario, cuenta
también con un control PLL que mantiene el valor de ángulo de fase sincronizado con el
voltaje de la red, además un control INNER LOOP capaz de variar las corrientes de salida
del inversor y finalmente junto al control OUTER LOOP que entrega corrientes de referencia
para controlar la potencia activa y reactiva a la red, demostrando la eficacia de la estrategia
de control propuesta en teoría.
Description
In this research project, the analysis and control of the active and reactive power on the
network side of an aerogenerator is showned, due to variations in wind speed, the state
variables are fluctuating and cannot be coupled to the bar infinite, for this problem a
simulation is performed using the Simulink / Matlab software, implemented a control system
capable of solving these problems. For the development of the research project, the scientific
and methodological literature is analyzed in order to determine the state of the art of the
configurations and control models used in wind generators. As a result, the type D
configuration is used, because it has a greater efficiency for the Wind Energy Conversion
System (WECS), based on a permanent magnet synchronous gadget (PMSG) by direct drive,
a back to back control that counts with a rectifier and inverter powered by IGBT´s, connected
through a direct current capacitor. The active power control is carried out by the generator
side, by means of the maximum power coefficient, in the study carried out a control pitch
angle is used, where the maximum power delivered by the turbine is obtained with a betha
value of 0 degrees. Meanwhile the control of reactive power, voltage and frequency is done
on the network side, for which different types of controls, called voltage control oriented or
VCO, both for voltages and currents with DC values in a stationary reference system, it also
has a PLL control that keeps the phase angle value synchronized with the grid voltage, in
addition to an INNER LOOP control capable of varying the inverter's output currents and
finally next to the OUTER LOOP control that delivers reference currents to control the active
and reactive power to the network, demonstrated the effectiveness of the control strategy
proposed in theory.
Keywords
Eléctrica, Aerogenerador
Citation
Freire Freire. A.S. (2020) Simulación del control de potencia activa y reactiva de un aerogenerador. U.T.C. Latacunga. 64 p.