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Operación Independiente de Turbinas Eólicas de Velocidad Variable Basadas en Inversores en una Red de Distribución de CC

Autores: Amini, Hossein; Noroozian, Reza

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Operación Independiente de Turbinas Eólicas de Velocidad Variable Basadas en Inversores en una Red de Distribución de CC


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Papel
Red de distribución aislada de LVDC
Generador de inducción de turbina eólica
Convertidor de almacenamiento DC-DC
Inversores de carga
Sistema de control

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento discute la operación y el control de una red de distribución aislada de corriente continua de bajo voltaje (LVDC) alimentada por generación distribuida (DG) de un generador de inducción de turbina eólica de velocidad variable (WTIG) para suministrar cargas de corriente alterna desbalanceadas. El sistema incorpora un convertidor de almacenamiento DC-DC para regular las tensiones de la red e interconectar el almacenamiento de energía de baterías con la red de corriente continua. Las turbinas eólicas están equipadas con un generador de inducción de jaula de ardilla (IG) para conectar una red de corriente continua a través de inversores de potencia individuales (inversores WTIG). Las cargas son de corriente alterna desbalanceadas y se interfazan utilizando inversores de potencia sin transformador, denominados inversores de carga. El convertidor DC-DC está equipado con una nueva estrategia de control, utilizando un regulador de caída para la tensión DC para estabilizar la operación de la red. El sistema de control se modela en base a las transformaciones de Clark y Park y se desarrolla para los inversores de carga para proporcionar una tensión de corriente alterna balanceada a pesar de las condiciones de carga desbalanceadas. El sistema emplea el método de perturbación y observación (P&O) para el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) para optimizar la utilización de la energía eólica, mientras que los controladores de ángulo de pala mantienen el rendimiento del generador dentro de los límites de potencia y velocidad nominales bajo condiciones de viento fuerte. La operación del sistema se analiza en dos escenarios: operación normal con velocidades de viento variables y los efectos de las variaciones de carga. Los resultados de simulación utilizando PSCAD/EMTDC demuestran que la red de distribución aislada LVDC propuesta logra una tensión de bus DC estable dentro del +/-5% del valor nominal, entrega eficientemente tensiones de corriente alterna balanceadas con niveles desbalanceados por debajo del 2%, y opera con más del 90% de utilización de energía eólica durante velocidades de viento variables, confirmando la fiabilidad y robustez de la red LVDC.

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