Si la velocidad de una turbina eólica depende del flujo del viento (velocidad y dirección), entonces, ¿cómo controlamos la frecuencia de un generador acoplado a dicha turbina?

Answer 1

La penetración de la electrónica de potencia en los sistemas de turbinas eólicas ha estado creciendo continuamente desde 1980, cuando consistía en un arrancador suave a base de tiristores solo para interconectar inicialmente la turbina eólica y después de pasar por alto y el generador estaba operando directamente a la red. . Alrededor de 1990, se debió principalmente al uso del control de resistencia del rotor con un puente de diodos y un interruptor electrónico de potencia y, finalmente, el convertidor de potencia consecutiva surgió primero en potencia reducida y luego en plena potencia.

Actualmente, las turbinas eólicas más modernas usan un convertidor de potencia que incorpora un transistor bipolar de puerta aislada o IGBT, que en realidad es una combinación de un transistor de unión bipolar y un MosFET. Es un semiconductor de potencia de tres terminales utilizado principalmente como un interruptor electrónico que, como se desarrolló, llegó a combinar alta eficiencia y conmutación rápida. Cambia la energía eléctrica en muchos electrodomésticos modernos.

Como la interfaz entre el generador de turbina eólica y la red eléctrica, el convertidor de potencia debe satisfacer los requisitos de ambos lados. Para el generador, la corriente que fluye en el estator debe controlarse para ajustar el par y, como consecuencia, la velocidad de rotación. Esto contribuirá al equilibrio de potencia activa en el funcionamiento normal, incluso cuando se extrae la potencia máxima de la turbina. El convertidor debe tener la capacidad de manejar la frecuencia fundamental variable y la amplitud de voltaje de la salida del generador para controlar la velocidad.

En el lado de la red, el convertidor de potencia debe cumplir con los códigos de la red independientemente de la velocidad del viento. Esto significa que debe tener la capacidad de controlar la potencia reactiva inductiva / capacitiva y persistir una respuesta de potencia de acción rápida. La frecuencia fundamental, así como la amplitud de voltaje en el lado de la red, deben estar casi fijas en condiciones normales de funcionamiento, y la distorsión armónica total de la corriente debe mantenerse en el nivel más bajo posible.

Además, un sistema de control de inclinación de la turbina eólica puede cambiar la incidencia de las palas del rotor en un sistema de generación de energía eólica basado en la velocidad del viento en tiempo real con el fin de ajustar la potencia de salida, lograr una mayor eficiencia de utilización de la energía eólica y proporcionar protección para las palas del rotor.

Cuando la velocidad del viento no es mayor que la velocidad nominal, la incidencia de la pala permanece cerca del ángulo 0 ° (punto de máxima potencia), que es similar a la de un generador con paso constante, generando una potencia de salida que cambia junto con la velocidad del viento. Cuando la velocidad del viento es más alta que la velocidad nominal, el mecanismo de control de inclinación cambia la incidencia de la pala para que la potencia de salida del generador esté dentro del rango permitido.

¿Qué es un IGBT? http: //www.futureelectronics.com…