Energía Eólica

CONTROL PARA MÁXIMO RENDIMINTO DE GENERADORES EÓLICOS
DE VELOCIDAD VARIABLE, CON LIMITACIÓN DE VELOCIDAD Y POTENCIA.
Resumen: En este trabajo se presenta una estrategia de control para generadores eólicos de velocidad variable. El principal
objetivo de esta estrategia es maximizar la captación de energía eólica, por parte de la turbina, controlando la velocidad de la
misma. Además, éstaestrategia provee limitación de potencia generada cuando no existe forma de consumirla, o supera la que
puede convertir el generador, y limitación de velocidad para evitar daños del sistema mecánico. Mediante resultados de
simulación se demuestra que la estrategia propuesta permite seguir el punto de operación de máximo rendimiento, y limitar la
potencia y velocidad de acuerdo a los requerimientosestablecidos.
Abstract: A control strategy for variable-speed wind-turbine generators is presented. The main task to be performed by this
strategy is to maximize the converted power by means of controlling the turbine speed. Additionally, power limitation is
provided in case of low electrical loads or if the generated power reaches the generator power limit, and also angular speed
limitation toavoid mechanical damages. Simulation results shows the proposed strategy ability to track the wind turbine
optimum operation point and to bound the generated power and speed as required.
Palabras clave: Energía Eólica, Turbinas Eólicas, Control y Conversión de Energía. Maximización de Rendimiento.

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Introducción

Existen principalmente dos grandes áreas de
aplicación de la generacióneólica: cogeneración en
redes de potencia y micro-generación en sistemas
aislados (Jayadev, 1995). En el primer caso se trata
de generadores de potencias mayores a los 50 kW y
aportan solo una porción del total de energía de la
red eléctrica. En el segundo caso se trata de
generadores de potencias entre 1 y 50 kW, que son
la única fuente de energía eléctrica disponible en el
lugar y se usaen sitios alejados de la red eléctrica. En
ambos casos es muy importante el control y
optimización de la potencia y la energía generada.
Cuando el generador está conectado a una red
eléctrica, lo más común es usar un generador de
inducción cuya excitación es provista por la misma
red, lo cual restringe la turbina a una velocidad casi
constante. En este caso el control y optimización depotencia se realiza por medio del ángulo de
incidencia de las palas (Abdin and Xu, 2000), lo cual
requiere servomecanismos complejos. Sin embargo
también se usan técnicas de velocidad variable, las
cuales requieren de generadores de rotor bobinado o
generadores conectados a la red por medio de
conversores estáticos de frecuencia, los cuales
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Actualmente realizando su doctorado en elLEICI, UNLP.
Investigador del CONICET y Prof. de la Facultad de Ing.,
UNRC.
Investigador del CONICET y Prof. de la Facultad de Ing.,
UNLP.

pueden ser costosos para grandes potencias.
Adicionalmente se han propuesto técnicas de control
de potencia actuando sobre la velocidad de la turbina
y el ángulo de incidencia de las palas
simultáneamente (Muljadi and Butterfield, 2001).
En sistemasaislados de la red eléctrica es
fundamental la robustez y confiabilidad del sistema,
por lo tanto no es recomendable usar mecanismos
complejos que requieran mantenimiento como los de
variación del ángulo de incidencia de las palas. En
consecuencia, para estos sistemas son más usadas las
técnica de velocidad variable, que no aumentan la
complejidad del sistema. Esto se debe a que,independientemente del la técnica de control usada,
en sistemas autónomos los convertidores estáticos
son necesarios para proveer la excitación cuando se
usan generadores de inducción.
La técnica de velocidad variable se basa en el hecho
que, para una determinada velocidad de viento,
diferentes velocidades angulares de la turbina
producen diferentes potencias generadas, y existe una
velocidad...