Análisis de estado estable de la relación inversa de la velocidad angular del rotor del ciclo de trabajo basado en un modelo de transformación d-q de un PMSG
Autores: González-Hernández, José Genaro; Salas-Cabrera, Rubén
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de estado estable de la relación inversa de la velocidad angular del rotor del ciclo de trabajo basado en un modelo de transformación d-q de un PMSG
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Convertidores
Energía eólica
Coeficiente de potencia
Relación de velocidad de la punta
Convertidor elevador multinivel
Generador síncrono
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores multinivel han sido ampliamente utilizados en sistemas de conversión de energía eólica (WECS) para ajustar la velocidad angular del generador a un valor específico, lo que permite maximizar la extracción de energía eólica; sin embargo, la potencia extraída de WECS depende en gran medida del coeficiente de potencia y la capacidad de operar en la relación óptima de velocidad de punta que corresponde al coeficiente de potencia máximo. Este trabajo presenta un análisis estable y formal novedoso para demostrar la relación inversa entre el ciclo de trabajo de un convertidor elevador multinivel (MBC) y la velocidad angular de un generador síncrono de imán permanente (PMSG). El estudio se basó en la transformación d-q utilizando el marco de referencia del rotor. Se realizó empleando un sistema dinámico de orden reducido que incluía una resistencia de carga eléctrica equivalente como representación de los subsistemas conectados en cascada en los terminales del PMSG. La característica en estado estable se obtuvo utilizando la definición de punto de equilibrio. El conjunto de ecuaciones no lineales que representa el estado estable de este WECS se resolvió utilizando el método de Newton; además, un análisis que considera la carga equivalente como un parámetro de bifurcación demuestra que el número de equilibrios nunca cambia.
Descripción
Los convertidores multinivel han sido ampliamente utilizados en sistemas de conversión de energía eólica (WECS) para ajustar la velocidad angular del generador a un valor específico, lo que permite maximizar la extracción de energía eólica; sin embargo, la potencia extraída de WECS depende en gran medida del coeficiente de potencia y la capacidad de operar en la relación óptima de velocidad de punta que corresponde al coeficiente de potencia máximo. Este trabajo presenta un análisis estable y formal novedoso para demostrar la relación inversa entre el ciclo de trabajo de un convertidor elevador multinivel (MBC) y la velocidad angular de un generador síncrono de imán permanente (PMSG). El estudio se basó en la transformación d-q utilizando el marco de referencia del rotor. Se realizó empleando un sistema dinámico de orden reducido que incluía una resistencia de carga eléctrica equivalente como representación de los subsistemas conectados en cascada en los terminales del PMSG. La característica en estado estable se obtuvo utilizando la definición de punto de equilibrio. El conjunto de ecuaciones no lineales que representa el estado estable de este WECS se resolvió utilizando el método de Newton; además, un análisis que considera la carga equivalente como un parámetro de bifurcación demuestra que el número de equilibrios nunca cambia.