Convertidores eólicos

MEMORIA CIENTÍFICO-TÉCNICA DEL PROYECTO

EKINBERRI

MEMORIA CIENTÍFICO-TÉCNICA DEL PROYECTO /RESUMEN/

PROYECTO
CÓDIGO
TITULO
Fecha Inicio

7/12/EK/2005/63
CONTROL DE CONVERTIDORES DE POTENCIA AVANZADOS PARA GENERADO
EÓLICOS
1/9/2005
Fecha Fin 31/12/2006

INVESTIGADOR PRINCIPAL
DNI:
78.865.001-W
APELLIDOS:
MARTIN GONZALEZ
NOMBRE JOSE LUIS
CENTRO:
ESCUELA TÉCNICA SUPERIORDE INGNENIERÍA DE BILBAO
TELÉFONO DE CONTA 946017351
E-mail:
joseluis.martin@ehu.es

INVESTIGADORES PARTICIPANTESC
JOSE LUIS MARTIN GONZALEZ
ARMANDO ASTARLOA CUELLAR
IÑIGO MARTÍNEZ DE ALEGRÍA MANCISIDOR
JON ANDREU LARRAÑAGA
CARLOS CUADRADO VIANA

DEPARTAMENTOS PARTICIPANTES
ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

RESUMEN PARA DIFUSIÓN (Público)
El objetivo general de este proyecto esavanzar en el diseño de nuevas estrategias de control para las
topologías avanzadas de potencia que permitan aumentar el rendimiento, mejorar la calidad de
conexión a la red y reducir los costes de los convertidores de potencia utilizados en generadores de
energía eólica. Para la consecución de este objetivo, se ha desarrollado una plataforma de simulación
de un sistema de generación de energíaeólica completo, se han evaluado diferentes estrategias de
control de los convertidores de potencia basados en topologías avanzadas definiendo cuales
presentan el mejor comportamiento con generadores síncronos y con generadores asíncronos
doblemente alimentados. También se han construido los circuitos electrónicos de control, a fin de
poder comprobar los resultados obtenidos en simulaciónutilizando generadores síncronos y
asíncronos doblemente alimentados reales.

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DESCRIPCIÓN CIENTÍFICO - TECNOLÓGICA DEL PROYECTO

1. INTRODUCCIÓN

A lo largo de la última década el interés en la instalación de sistemas de generación distribuidos basados en
energías renovables ha ido en aumento. Este interés queda justificado principalmente por los beneficios
medioambientales derivados de laimplantación de estos sistemas y la independencia energética respecto a
los combustibles fósiles que se consigue. Más en concreto, y centrándonos en la generación eólica, es
indudable el notable incremento que ha experimentado tanto a nivel español como europeo en los últimos
años. Además, se prevé que esta evolución continúe, habiéndose fijado como objetivo para el año 2020 que
la potenciatotal instalada en Europa alcance los 150 GW.
Como es natural, en paralelo con este crecimiento tan espectacular en la generación eólica, se produce una
evolución en las tecnologías utilizadas. De las primeras turbinas de velocidad fija, basadas en generadores de
inducción en jaula de ardilla y de baja potencia (unos 100 kW), se ha pasado a las turbinas de velocidad
variable, basadas engeneradores asíncronos doblemente alimentados o generadores síncronos de imanes
permanentes, utilizadas en la actualidad y cuya potencia unitaria está en torno a los 5 MW (Fig. 1.1).

Fig.1.1. Evolución de: (a) la potencia unitaria y (b) la tecnología de aerogeneradores en función de la
potencia total acumulada.

Tanto las turbinas basadas en generadores asíncronos doblemente alimentados como lasbasadas en
generadores síncronos incorporan un convertidor de potencia AC-DC-AC (conexión back-to-back de
convertidores DC-AC) que permite controlar su velocidad (Fig. 1.2).
Generador asíncrono
doblemente alimentado

Red Eléctrica

Multiplicador

Generador síncrono
multipolar de imanes
permanentes

Red Eléctrica

DC

AC
DC

AC

DC

AC
DC

AC

Fig. 1.2. Configuracionesde velocidad variable: (a) Generador asíncrono doblemente alimentado y (b)
generador síncrono.

Además, no hay que olvidar que, a medida que ha ido aumentando la penetración de los aerogeneradores en
el sistema eléctrico se han desarrollado diferentes códigos de operación para garantizar la estabilidad de
éste. En estos códigos de operación se establecen diferentes requisitos que es...