Control de un aerogenerador de alta potencia

• Sebastián Madrigal Ballestero ^[1] ; Daniel Campos Salas ^[1] ; Orlando Arrieta Orozco ^[1] ; Ramon Vilanova Arbos ^[2]
  1. [1] Universidad de Costa Rica

     Universidad de Costa Rica

     Hospital, Costa Rica

     
  2. [2] Universitat Autònoma de Barcelona

     Universitat Autònoma de Barcelona

     Barcelona, España

     
• Localización: Ingeniería: Revista de la Universidad de Costa Rica, ISSN-e 2215-2652, ISSN 1409-2441, Vol. 34, Nº. Extra 3, 2024 (Ejemplar dedicado a: V Jornadas de Investigación de la Facultad de Ingeniería del año 2022), págs. 138-146
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Control of a high-power wind-turbine generator
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Este trabajo consiste en la descripción de los pasos seguidos para llegar al diseño de un controlador propuesto para un proceso de un aerogenerador de alta potencia. A partir de un problema de control que consiste en mantener la potencia generada por el aerogenerador en su valor nominal, manipulando el ángulo del pitch de la turbina. A partir del proceso cuya dinámica se describe por medio de Simulink y OpenFAST, se identifica un modelo mediante experimentación y puntos en la curva de reacción. El controlador diseñado parte de un conjunto de parámetros iniciales obtenidos por el método IMC y se busca realizar un ajuste de los parámetros iniciales del mismo. Posteriormente, se modifica el esquema de control original para integrar un mecanismo Anti-WindUp. Finalmente, se optimizan los parámetros del controlador PI estándar diseñado, utilizando una función de costo con valores del IAE de las variables controladas ωg y Pg y el esfuerzo de control del pitch TVpitch para obtener el mejor desempen ̃o posible

  • English

    This work consists of describing the steps followed to reach the design of a proposed controller for a high-power wind turbine process. Starting from a control problem of maintaining the generated power by the wind turbine at its nominal value by manipulating the pitch angle of the turbine. Based on the process, whose dynamics are described using Simulink and OpenFAST, a model is identified through experimentation and reaction curve points. The designed controller starts from a set of initial parameters obtained through the IMC method, and an adjustment of the initial parameters is sought. Subsequently, the original control scheme is modified to integrate an Anti-WindUp mechanism. Fi- nally, the parameters of the designed standard PI controller are optimized using a cost function with values of the Integral of Absolute Error (IAE) of the controlled variables, ωg and Pg, and the control effort of the pitch, TVpitch, to achieve the best possible performance