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

Abstract

El trabajo se plantea la mejora del arranque suave de una turbina eolica de velocidad fija. Actualmente, el arranque de este tipo de turbinas eolicas se realiza siguiendo la misma estrategia que en el arranque de los motores, limitando la intensidad durante el transitorio de conexion.Este trabajo presenta un nuevo enfoque del diseno del controlador del arrancador suave de los generadores de induccion de las turbinas eolicas. La nueva estrategia de control que se propone se centra en mantener la tension en el punto comun de conexion dentro de los limites reglamentarios, en vez de limitar la intensidad que circula durante el transitorio de conexion como se hace actualmente, con un enfoque orientado al arranque de los motores de induccion. De hecho, esta reformulacion del problema abre las puertas para el diseno 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 dinamica del generador de induccion durante el transitorio de arranque. Se ha podido demostrar, tanto desde un punto de vista teorico como mediante una amplia bateria de simulaciones, que este modelo reducido es idoneo para el analisis de la dinamica de arranque de una turbina eolica y que su uso permite una descripcion aproximada, pero analitica, y suficientemente precisa de la dinamica del generador de induccion. Como resultado de la nueva vision que se deriva del enfoque analitico del problema, se ha disenado un nuevo controlador en bucle cerrado, basado en las tecnicas de deslizamiento (de hecho, una familia de controladores) orientado a los requisitos especificos del funcionamiento del generador de induccion. Se ha estudiado la estabilidad del nuevo controlador , probandose su funcionamiento en una amplia variedad de escenarios de simulacion. Tambien ha podido probarse que soporta favorablemente la comparacion con