Implementación de un sistema de generación eólica con una máquina de inducción de doble alimentación

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se describe el desarrollo de la interfaz de potencia de un sistema de generación eólica basado en un generador de inducción de doble alimentación (GIDA), se realiza la construcción de un prototipo físico de la etapa de potencia de un sistema de generación eólica, que se acopla a un electrodinamómetro donde se emula la dinámica de la turbina. Además, se construyen las estructuras de control para el generador y el convertidor ‘Back-to-Back’ que conforman la etapa de potencia, así como, las estructuras de control necesarias para que el sistema propuesto genere energía de alta calidad, considerando los códigos de integración, operación, y calidad de la energía más recientes para sistemas de generación eléctrica basados en fuentes renovables. El control del sistema realiza la estimación de variables internas de la máquina como el par y los flujos magnéticos, con capacidad de compensar los efectos de las perturbaciones en la red eléctrica (“dips”), que ocurren durante la operación. Además, se implementan técnicas de control para el seguimiento de referencias y el rechazo de perturbaciones variantes en el tiempo, que se implementaran para compensar la distorsión armónica en el Convertidor del Lado de la Red (CLR), y en los lazos de control del GIDA para mitigar los efectos del desbalance en las tensiones y los transitorios de la red. ABSTRACT: In this work, the development of a power interface for a wind power generation system based on a doubly fed induction generator (DFIG) is described, a physical prototype is built, which contains the power electronics stage of a wind power generation system coupled to an electrodynamometer used to emulated the dynamics of a wind turbine. Also, control structures for the generator and the “back-to-back” converter of the power stage are constructed, the required control structures to allow the system to have high quality power, allowing it to be compliant with the most recent power quality codes for renewable power systems. The control system performs the estimation of internal variables such as the torque and magnetic fluxes, the system has the capacity for compensating the effects of external perturbations in the electric grid (“dips”), occurring during operation. Also, techniques for tracking time varying references and rejecting perturbations are implemented to compensate the harmonic distortion on the Grid Side Converter (GSC), and the control loops for the DFIG in order to mitigate the effects of the grid voltage unbalance and transients.