Control LPV de turbinas eólicas con rango de operación extendido

Abstract

En este artículo se propone un controlador para una turbina eólica de velocidad variable y pitch variable en todo el rango de velocidades de viento y con control activo de potencia. De esta forma, la misma es capaz de seguir consignas de potencia externas enviadas, por ejemplo, por el controlador central de la red y cumplir con los nuevos requisitos de generación. Con este fin se diseña un controlador de pitch con anti-windup LPV (Lineal de Parámetros Variantes), centrado en mejorar la transición entre las regiones de baja y alta velocidad de viento. La estructura de control es similar a la utilizada en turbinas eolicas comerciales con los controladores PI clásicos. Sin embargo, se propone un controlador mas avanzado (LPV) y una compensación anti-windup, también LPV, en una región de operación mayor. Como consecuencia, el nuevo esquema de control es capaz de mejorar el comportamiento de la turbina eólica en la región de transición y a su vez proveer mejores margenes de estabilidad. El control propuesto es evaluado en una turbina de test de 5 MW del NREL. Para esto se simularon, usando el programa FAST® en el entorno Matlab®/Similink®, varios escenarios realistas que se encuentran estandarizados en las normas IEC.