Banco de Emulación de Perfiles de Viento para Aplicaciones en Energía Eólica

Resumen

El trabajo presenta el desarrollo de un banco de emulación de perfiles de viento, incluyendo el sistema de conversión de energía eólica a energía eléctrica. El banco completo de emulación consta de un elemento motriz, encargado de proporcionar perfiles pares/velocidad, correspondientes a datos reales de disponibilidad eólica de un lugar geográfico particular. El elemento motriz, constituido en este banco de emulación por un motor de corriente continua de 3.3 kW, se acopla al elemento generador, en este caso una máquina de rotor bobinado (DFIG por sus siglas en inglés), de 4.0 kW @ 50 Hz. Las máquinas eléctricas se alimentan a través de un sistema de potencia compuesto por un puente rectificador y un puente H, para la máquina de corriente continua, y un convertidor dual en configuración “back to back” para la máquina de inducción de rotor bobinado. Los elementos conmutadores del sistema de potencia son módulos duales de transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT). Se utilizan dos bloques disipadores de calor, uno para el conjunto rectificador/puente-H, y otro para el convertidor dual. La velocidad del eje del conjunto de máquinas se mide utilizando un codificador óptico. Las señales necesarias para el control, del sistema emulador, se miden mediante dos tarjetas de sensores de tensión/corriente, con capacidad para medir 16 señales en total. Para el control de los convertidores se utiliza una tarjeta basada en un arreglo de lógica programable (FPGA) interconectada con un procesador digital de señales (DSP) que permite la alta velocidad de procesamiento requerida para probar distintas técnicas de control. El convertidor es controlado por modulación de ancho de pulso (PWM) conmutando a una frecuencia ajustable, en este caso se selecciona una portadora de 10kHz.