Control orientado de voltaje del sistema de generación de energía eólica conectado a la red

• Autores: Armando Freire, Luis Toapanta, Carlos Quinatoa
• Localización: Revista Técnica "energía", ISSN-e 2602-8492, ISSN 1390-5074, Vol. 19, Nº. 1, 2022 (Ejemplar dedicado a: Revista Técnica "energía", Edición No. 19, ISSUE I), págs. 61-70
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Voltage oriented control of the grid-connected wind power generation system
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    En este trabajo se analiza el comportamiento de las perturbaciones de energía primaria del viento en los sistemas de generación eólica conectados a la red, mediante la simulación del control orientado de voltaje (COV) de un aerogenerador tipo 4 de 2 MW utilizando Matlab/Simulink. En el COV las corrientes y voltajes son controladas transformando los ejes estacionarios abc de la red, en un cuadro síncrono giratorio de ejes dq0 utilizando la transformada de Park, de esta manera se utiliza un control de lazo bloqueado de fase (PLL) para la sincronización de fases de la red con el convertidor de fuente de voltaje (VSC) ajustando el índice de modulación y el ángulo de fase, un control de voltaje (lazo externo) donde se toman las señales de voltaje de la barra de corriente directa Vcd que sirve de referencia  a las señales de salida de corriente en el eje d y una sintonización de 0 en el eje q para la limitación de entrega de potencia reactiva a la red, un control de corriente (lazo interno) que toma las señales de referencia Idq y juntamente con las señales de corriente de la salida del inversor, se realiza el control de potencias activa y reactiva mediante una retroalimentación desacoplada. Como resultado se obtienen las señales Vdq de referencia para la conmutación de los IGBT´s por medio de la modulación por ancho de pulso de espacio vectorial (SVPWM) entregando a la salida del inversor la máxima cantidad de potencia activa entregado por el aerogenerador, manteniendo las variables de estado como voltaje y frecuencia para la conexión a la red, mediante un control orientado de voltaje estable a fluctuaciones de entradas del viento.

  • English

    In this work, the behavior of primary wind power disturbances in grid-connected wind power generation systems is analyzed by simulating the voltage oriented control (VOC) of a 2 MW type 4 wind turbine using Matlab/Simulink. In the VOC the currents and voltages are controlled by transforming the stationary abc axes of the grid, in a rotating synchronous frame of dq0 axes using Park's transform, in this way a phase locked loop (PLL) control is used for phase synchronization of the grid with the voltage source converter (VSC) by adjusting the modulation index and phase angle, a voltage control (external loop) where the voltage signals are taken from the direct current bus Vcd that serves as reference to the current output signals on the d-axis and a tuning of 0 on the q-axis for the limitation of reactive power delivery to the grid, a current control (internal loop) that takes the reference signals Idq and together with the current signals from the inverter output, the active and reactive power control is performed by means of a decoupled feedback. As a result, the reference Vdq signals are obtained for the switching of the IGBT's by means of vector space pulse width modulation (SVPWM) delivering at the inverter output the maximum amount of active power delivered by the wind turbine, maintaining the state variables such as voltage and frequency for the grid connection, by means of a stable voltage oriented control to wind input fluctuations.