Revisión de las topologías de convertidores de potencia plena para sistemas de conversión de energía eólica basados en generadores síncronos de imanes

• Mahtani, Kumar ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Madrid

     Universidad Politécnica de Madrid

     Madrid, España

     
• Localización: Revista Chone Ciencia y Tecnología: CCT, ISSN-e 2960-8228, Vol. 2, Nº. 2, 2024 (Ejemplar dedicado a: Investigación: ver lo que que todos han visto y pensar lo que nadie más ha pensado), págs. 162-183
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • A review on full-scale back-to-back converter topologies for PMSG-based wind energy conversion systems
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    Este artículo ofrece una revisión general de las topologías de convertidores utilizadas en los sistemas de conversión de energía eólica de Tipo 4 con generadores síncronos de imanes permanentes (PMSG). Los sistemas de Tipo 4 basados en convertidores back-to-back de plena potencia pueden funcionar para maximizar el rendimiento de los aerogeneradores para la velocidad variable del viento, facilitar el desacoplamiento de la red y reducir las necesidades de mantenimiento. El artículo compara distintas configuraciones de convertidores, como los rectificadores de diodos, convertidores de seis conmutadores, rectificadores Viena, convertidores de fuente Z, convertidores de nueve conmutadores, convertidores multinivel y convertidores matriciales, y describe sus principios de funcionamiento, ventajas e inconvenientes. Cada topología se ha estudiado con respecto a su eficiencia, fiabilidad, calidad de potencia, coste y aplicabilidad a los sistemas de energías renovables. Los resultados subrayan el papel fundamental que desempeña la electrónica de potencia en la introducción en el mercado de nuevas generaciones de dispositivos de energía eólica y orientan en la elección de la topología de convertidor óptima para ofrecer una conversión de energía fiable, eficiente y económicamente atractiva en los esquemas contemporáneos de conversión de energía eólica.

  • English

    This article gives a general review of converter topologies used in Type 4 wind energy conversion systems with permanent magnet synchronous generators (PMSG). Type 4 systems based on full-scale back-to-back converters can be operated to maximize wind turbine performance during variable wind speed, facilitate grid decoupling and decrease maintenance. The paper compares different converter setups, such as diode rectifiers, six-switch converters, Vienna rectifiers, Z-source converters, nine-switch converters, multilevel converters and matrix converters and describes their operation principles, advantages and drawbacks. Every topology has been studied with respect to efficiency, reliability, power quality, cost, and applicability to renewable energy systems. Results underscore the pivotal role played by power electronics to bring new generations of wind energy devices to market and provide guidance for choosing the optimal converter topology to deliver dependable, efficient, and economically attractive energy conversion in contemporary wind energy conversion schemes.