Improvement of a fixed-speed wind turbine soft-starter based on a sliding-mode controller

Resumen

El trabajo se plantea la mejora del arranque suave de una turbina eólica de velocidad fija. Actualmente, el arranque de este tipo de turbinas eólicas se realiza siguiendo la misma estrategia que en el arranque de los motores, limitando la intensidad durante el transitorio de conexión.Este trabajo presenta un nuevo enfoque del diseño del controlador del arrancador suave de los generadores de inducción de las turbinas eólicas. La nueva estrategia de control que se propone se centra en mantener la tensión en el punto común de conexión dentro de los límites reglamentarios, en vez de limitar la intensidad que circula durante el transitorio de conexión como se hace actualmente, con un enfoque orientado al arranque de los motores de inducción. De hecho, esta reformulación del problema abre las puertas para el diseño de controladores sobre nuevas bases, mejor adaptadas a las condiciones de funcionamiento de los generadores. Se ha utilizado el modelo de tercer orden para describir la respuesta dinámica del generador de inducción durante el transitorio de arranque. Se ha podido demostrar, tanto desde un punto de vista teórico como mediante una amplia batería de simulaciones, que este modelo reducido es idóneo para el análisis de la dinámica de arranque de una turbina eólica y que su uso permite una descripción aproximada, pero analítica, y suficientemente precisa de la dinámica del generador de inducción. Como resultado de la nueva visión que se deriva del enfoque analítico del problema, se ha diseñado un nuevo controlador en bucle cerrado, basado en las técnicas de deslizamiento (de hecho, una familia de controladores) orientado a los requisitos específicos del funcionamiento del generador de inducción. Se ha estudiado la estabilidad del nuevo controlador , probándose su funcionamiento en una amplia variedad de escenarios de simulación. También ha podido probarse que soporta favorablemente la comparación con