Modelado, Simulación y Control de una Turbina Eólica de Velocidad Variable Conectada a la Red Eléctrica

WIERNES, PABLO EZEQUIEL; MOLINA, MARCELO GUSTAVO; MERCADO, PEDRO ENRIQUE

San Juan

Congreso; 2º Congreso Iberoamericano de Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía (HYFUSEN 2009); 2009

Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)

Este trabajo presenta el modelado, simulación y control de un sistema compuesto por una turbina eólica de velocidad variable acoplada directamente al eje de un generador sincrónico de imán permanente (PMSG) multipolo. El modelo del sistema presentado consiste en una turbina eólica con control del ángulo de paso de las palas, acoplada directamente a un PMSG de 315 kW. El PMSG se conecta a una red eléctrica de CA a través de un sistema electrónico de acondicionamiento de potencia controlado (PCS). El sistema de electrónica de potencia consta de dos convertidores fuentes de tensión (VSC) de dos niveles en conexión back-to-back, interconectados por una barra de CC común. Los convertidores son comandados por señales moduladas por ancho de pulso (PWM). El modelo dinámico de la turbina eólica y su estrategia de control se implementan en la herramienta de simulación MATLAB/Simulink. La estrategia de control se encarga tanto del control de la turbina eólica, como así también del control de los convertidores de potencia. La capacidad de la estrategia de control es evaluada y discutida por medio de los resultados de las simulaciones. Asimismo se verifica que la turbina eólica de velocidad variable con PMSG es capaz de contribuir activamente a la red, debido a su capacidad de controlar independientemente la generación de potencia activa y reactiva a valores de referencia impuestos. Conjuntamente, se corrobora que el sistema dispone de la capacidad de operar en el punto de eficiencia óptimo ante variaciones en la velocidad del viento, sin la necesidad de utilizar un anemómetro.