Sistema de emulación eólica para el ensayo de convertidores de baja potencia

Abstract

En este trabajo se describe el diseño, desarrollo e implementación de un emulador de generadores eólicos de baja potencia, para analizar el comportamiento eléctrico de sistemas de aerogeneración frente a distintas condiciones de viento y carga. El mismo fue realizado en el marco del proyecto de investigación Energías Renovables en Redes Eléctricas Inteligentes que llevan a cabo en conjunto el Laboratorio de Instrumentación y Control (LIC) perteneciente al Dpto. de Ing. Electrónica, y el Laboratorio de Ensayos y Desarrollos Energéticos (LEyDE) perteneciente al Dpto. de Ing. Eléctrica, ambos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Mar del Plata. El emulador instalado en el LEyDE consiste en un sistema de control de motor asincrónico basado en LabVIEW acoplado a un generador sincrónico de imanes permanentes, conectado a una instalación eléctrica de baja potencia que lleva la energía producida al LIC para ser inyectada a la red interna de la Facultad por medio de un inversor desarrollado en ese laboratorio. Luego de su implementación y prueba, se concluye que el mismo cumple con las condiciones de diseño de ambos laboratorios, resultando una herramienta flexible que puede ser reconfigurada para otros tipos de ensayos en el futuro.

This work describes the design, development and implementation of a low-power experimental emulator of wind generators for the analysis of wind generation systems against different wind conditions, load variations and impulsive power perturbation. As is shown in this work the emulator aids in the research in the area of Renewable Energy and Smart Grid technologies, especially in the area of maximum power tracking (MPPT) algorithm development where different wind condition must be rehearsed under repetitive test conditions. The emulator consists of a voltagecontrolled asynchronous motor based on LabVIEW coupled to a synchronous permanent magnet generator whose three-phase output is fed into and current-controlled PWM grid-tie inverter connected to the electrical mains. The injected energy is current controlled by the PWM power converter also developed in a previous project in this laboratory. The emulator implementation was carried out using the joint efforts of the Control and Instrumentation Laboratory (LIC) belonging to the Electronics Engineering department and the Testing and Energy Developments Laboratory (LEyDE) of the electrical engineering department, both of the School of Engineering of the National University of Mar del Plata (UNMdP). After testing and implementation, we conclude that it complies with the conditions of design by both laboratories, resulting in a flexible tool that can be reconfigured for other types of trials in the future.