Modelado, simulación y análisis de una turbina eólica con generador sincrónico de imán permanente multipolo conectado a la red eléctrica

Abstract

Se presenta el modelado, simulación y análisis de un sistema de generación eólica conectado a la red eléctrica. Este sistema esta compuesto por una turbina eólica de velocidad variable, un generador sincrónico de imán permanente (PMSG) multipolo y un sistema electrónico de acondicionamiento de potencia controlado (PCS). El eje de la turbina se acopla directamente al eje del PMSG multipolo, mientras que el generador se vincula a la red eléctrica por medio del PCS, el cual esta constituido por dos convertidores fuentes de tensión (VSC) de dos niveles en conexión back-to-back. El modelo dinámico del sistema y su estrategia de control se implementan en la herramienta de simulación MATLAB/Simulink. Los resultados de las simulaciones demuestran que el sistema presentado es capaz de operar en el punto de mayor eficiencia, y de controlar independientemente la potencia activa y reactiva inyectada en la red eléctrica.

This work presents the modeling, simulation and analysis of a grid-connected wind energy conversion system (WECS). The system consists of a variable speed wind turbine, a multipole permanent magnet synchronous generator (PMSG) and an electronic power converter system (PCS). The turbine shaft is directly coupled to the multipole PMSG shaft, while the generator is grid connected through the PCS, which is composed of two level voltage source converters (VSC) operating as back-to-back. The dynamic model of the system and its control strategy are implemented in the simulation tool MATLAB / Simulink. Simulation results show that the system model is capable of operating at its maximum efficiency point, and also that it is able to control independently the active and reactive power injected to the grid.