Control de potencia activa y reactiva en sistemas de generación eólica usando una máquina de inducción doblemente alimentada.

The present research work arises due to the double-fed induction wind turbines cannot deliver a stable active and reactive power, because of the disturbances that occur with the wind variation, causing they cannot be connected to the grid directly, Therefore, a control of active and reactive power in wind power generation systems is modeled using a double-feed machine, which firstly starts from the analysis of different bibliographic sources in order to broaden and deepen different approaches, theories, opinions and recommendations of the different authors, as well as to identify the variables which are going to be controlled. For the research, the type 3 wind turbine is chosen, which is based on a double-fed variable speed induction generator where the stator is directly connected to the grid and the rotor is connected to the grid through an AC-DC-AC converter. As a result, the vector control method was implemented for decoupled control of active and reactive power, which is modeled and implemented with the Matlab/ Simulink software. The complete model includes general turbine aerodynamics, mechanical drive train, DFIG, current-regulated power converters and the wind turbine control system, where a maximum power point tracker (MPPT) was designed, for the extraction of maximum wind power, The PLL control is in charge of synchronizing the phase angle with the voltage and provides stability and perturbation rejection to the angle estimation, OUTHER LOOP and INNER LOOP controls are in charge of obtaining the Id and Iq currents, also the normal and inverse CLARK and PARK Transforms to change the reference systems, and finally a PWM block in charge of sending the pulses to the converters. With the type of control implemented, it is possible to inject active and reactive power into the bar infinite with a power factor close to the unit. In addition, it is possible to demonstrate the effectiveness of this control by delivering approximately 1.9 MW of active power, which is superior to Matlab's "Wind Farm - DFIG Detailed Model" example, which delivers 1.5 MW due to the different power electronics presented in the example.La presente investigación surge debido a que los aerogeneradores de inducción doblemente alimentados que no puedan entregar una potencia activa y reactiva estable, por causa de las perturbaciones que se dan debido a la variación del viento, provocando que no se pueda conectar a la red directamente, por lo cual se modela un control de potencia activa y reactiva en sistemas de generación eólica usando una maquina doblemente alimentada, que parte primero de la revisión de diferentes fuentes bibliográficas con el propósito de ampliar y profundizar diferentes enfoques, teorías, opiniones y recomendaciones de los diferentes autores, así como identificar las variables que se van a controlar. Para la investigación se opta por la turbina eólica tipo 3, la cual se basa en un generador de inducción doblemente alimentado de velocidad variable en donde el estator está conectado directamente a la red y el rotor está conectado a la red a través de un convertidor AC-DC-AC. Como resultado se implementó el método de control vectorial para el control desacoplado de la potencia activa y reactiva, el cual se encuentra modelado e implementado con el software Matlab/ Simulink. El modelo completo incluye aerodinámica general de la turbina, tren de transmisión mecánica, DFIG, convertidores de potencia regulados por corriente y el sistema de control de la turbina eólica, en donde se diseñó un rastreador de punto de potencia máxima (MPPT), para la extracción de la potencia máxima del viento, el control PLL que es el encargado de sincronizar el ángulo de fase con el voltaje además proporciona estabilidad y rechazos de perturbación a la estimación de ángulos, controles OUTHER LOOP e INNER LOOP que son los encargados de la obtención de las corriente Id e Iq, también las Transformadas de CLARK y PARK normales e inversas para cambiar de sistemas de referencia , y finalmente un bloque PWM encargado de mandar los pulsos a los convertidores. Con el tipo de control implementado se logra inyectar a la barra infinita potencia activa y reactiva con un factor potencia cercano a la unidad, además que se puede evidenciar la efectividad de este control al entregar aproximadamente 1.9 MW de potencia activa, siendo superior al ejemplo “Wind Farm – DFIG Detailed Model” de Matlab el cual entrega 1.5 MW debido a la diferente electrónica de potencia que presenta el ejemplo