Estrategia de estructura variable para evitar saturación de amplitud y velocidad en lazo de control de pitch de una turbina eólica

FABRICIO GARELLI; PABLO CAMOCARDI

San Juan

Congreso; Segundo Congreso Iberoamericano Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía; 2009

Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) - Instituto de Energía Eléctrica (IEE)

Este trabajo propone y desarrolla la aplicación de una reciente técnica de compensación para evitar las restricciones de los actuadores al control de ángulo de paso (pitch) de una turbina eólica. Los actuadores de ángulo de pitch presentan comúnmente una fuerte limitación en su velocidad de respuesta además de la natural saturación en amplitud, y una dinámica en su respuesta lineal que puede modelarse como la de un sistema de primer orden. Esta característica dinámica del actuador requiere de un diseño particular del método de compensación, que se basa en conceptos de los sistemas de estructura variable para evitar mediante un lazo auxiliar la saturación del actuador tanto en amplitud como en tasa de cambio. La metodología desarrollada permite a su vez fijar límites conservativos para la velocidad de cambio del actuador a fin de incrementar la robustez estructural de la turbina y prolongar así su vida útil. Mediante resultados de simulación se evalúa la estrategia propuesta en un sistema autónomo de conversión de energía eólica para bombeo de agua con una máquina de inducción de doble estator sin escobillas, en la cual se controla el ángulo de pitch a fin de reducir los sobrepasos de la potencia generada respecto a la potencia nominal.