Un enfoque de control térmico activo de por vida para convertidores paralelos de turbinas eólicas basado en corriente circulante reactiva
Autores: Wang, Qichao; Liu, Jun; Wu, Peidong; Qin, Xiaoying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un enfoque de control térmico activo de por vida para convertidores paralelos de turbinas eólicas basado en corriente circulante reactiva
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Turbina eólica
Convertidor
Semiconductores de potencia
Control térmico
Corriente circulante reactiva
índice de modulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Cuando la turbina eólica opera bajo perfiles de misión frecuentemente fluctuantes, los semiconductores de potencia de su convertidor generarán fluctuaciones de temperatura de unión de baja frecuencia, lo que resultará en la acumulación de daños en los dispositivos y afectará la vida útil del convertidor. Para abordar los problemas mencionados, se propuso en este documento una estrategia de control térmico activo (ATC) basada en corriente circulante reactiva para el convertidor en paralelo del sistema de energía eólica de generador síncrono de imán permanente, mediante la introducción de corriente circulante reactiva durante caídas repentinas de la velocidad del viento, el ciclo térmico del semiconductor de potencia puede ser suavizado de manera efectiva. Por otro lado, considerando el impacto de la estrategia propuesta en el vector de voltaje y el índice de modulación del convertidor, tanto el convertidor del lado de la máquina (MSC) como el convertidor del lado de la red (GSC) durante el proceso de control serán analizados en detalle, luego la corriente reactiva de GSC será limitada para prevenir un índice de modulación excesivo y mantener la estabilidad del sistema sin reducir el tamaño del filtro. Finalmente, se utiliza un sistema de energía eólica de 2 MW como referencia, y tanto el análisis de simulación a corto plazo como los resultados numéricos a largo plazo revelan la efectividad de la estrategia de control propuesta en este documento.
Descripción
Cuando la turbina eólica opera bajo perfiles de misión frecuentemente fluctuantes, los semiconductores de potencia de su convertidor generarán fluctuaciones de temperatura de unión de baja frecuencia, lo que resultará en la acumulación de daños en los dispositivos y afectará la vida útil del convertidor. Para abordar los problemas mencionados, se propuso en este documento una estrategia de control térmico activo (ATC) basada en corriente circulante reactiva para el convertidor en paralelo del sistema de energía eólica de generador síncrono de imán permanente, mediante la introducción de corriente circulante reactiva durante caídas repentinas de la velocidad del viento, el ciclo térmico del semiconductor de potencia puede ser suavizado de manera efectiva. Por otro lado, considerando el impacto de la estrategia propuesta en el vector de voltaje y el índice de modulación del convertidor, tanto el convertidor del lado de la máquina (MSC) como el convertidor del lado de la red (GSC) durante el proceso de control serán analizados en detalle, luego la corriente reactiva de GSC será limitada para prevenir un índice de modulación excesivo y mantener la estabilidad del sistema sin reducir el tamaño del filtro. Finalmente, se utiliza un sistema de energía eólica de 2 MW como referencia, y tanto el análisis de simulación a corto plazo como los resultados numéricos a largo plazo revelan la efectividad de la estrategia de control propuesta en este documento.