Contribuição ao controle de um conversor reversível aplicado a um aerogerador síncrono a imãs permanentes

A geração de energia eólica tem se tornado cada vez mais uma alternativa viável para a geração de energia elétrica em larga escala. A ligação de um sistema de geração de energia eólica a rede elétrica requer, além da conformação da energia devido à natureza aleatória da geração e da busca por e ciência, que alguns parâmetros de qualidade da energia sejam atendidos. Códigos de rede modernos determinam que sistemas de geração eólica devam, não somente suportar perturbações na rede elétrica, como também contribuir para a estabilidade do sistema elétrico, assim como as fontes tradicionais de geração. Neste contexto, o desenvolvimento de um protótipo de sistema de geração de energia eólica possibilita o estudo de técnicas que garantam o funcionamento do sistema conforme os requisitos estabelecidos. Esta dissertação apresenta a modelagem e o controle de um protótipo de sistema de geração de energia eólica composto por um gerador síncrono a imãs permanentes e um conversor eletrônico regenerativo para a interligação do gerador a rede elétrica. Duas estratégias de controle são implementadas. A primeira e a técnica de controle em cascata com controladores PI em referencial síncrono, que e a mais empregada para este tipo de controle. A segunda é a técnica de controle baseada em passividade (Interconnection and Damping Assignment Passivity-based Control IDA-PBC), que realiza o controle através da manipulação da energia que ui pelo sistema. E apresentada a modelagem matemática detalhada das duas técnicas, assim como resultados de simulação e experimentais. O objetivo do trabalho é contribuir para um melhor entendimento do funcionamento do conversor eletrônico e das técnicas de controle utilizadas, com o foco na rejeição de perturbações e na suportabilidade a afundamentos de tensão na rede elétricaThe wind power generation is rapidly becoming a viable alternative for electricity generation on a large scale. The grid connection of a wind power system requires, besides the conformation of the energy due to the random nature of generation and the search for eciency, that some power quality parameters are achieved. Modern grid codes determine that wind power generation systems must not only withstand various grid disturbances, but also contribute to the network stability support, as do conventional sources of generation. In this context, the development of a wind power system prototype allows studying techniques that guarantee the system operation according to the requirements. This thesis presents the modeling and control of a grid connected wind power generation system comprising a permanent magnet synchronous generator and a back to back converter. Two control strategies are presented. The rst control technique is a PI cascaded control in synchronous reference frame, which is the most used for this type of control. The second technique is the Interconnection and Damping Assignment Passivity-based Control (IDA-PBC), which performs the control by manipulating the total energy that ows through the system. The mathematical models of the two techniques are detailed, and simulation and experimental results are presented.The main goal is to contribute for a better understanding of the power electronics system and its control techniques, with the focus on the load disturbance rejection and the ride-through capability