Modelització i control d'un aerogenerador direct-drive amb generador síncrom d'imants permanents

Abstract

El present treball consisteix en la modelització dels diferents elements que intervenen en el funcionament d'un aerogenerador de tipologia direct-drive PMSG (Permanent Magnet Synchronous Generator), és a dir, amb generador síncron d’imants permanents (GSIP) de transmissió directe (sense caixa de transmissió). Concretament es descriuen diferents models per; la velocitat del vent, la turbina eòlica, el generador síncron d’imants permanents, el convertidor back-to-back i la xarxa elèctrica. Amb aquests elements es simula el comportament d'un aerogenerador connectat a la xarxa. Una altra part important del projecte és la implementació d'estratègies de control que permeten la regulació de les diferents variables del sistema, com poden ser els voltatges, intensitats i potències involucrades en el sistema. Les principals estratègies que s’estudien són; el control de la potència òptima, el control de l’angle de pitch i el control davant de sots de tensió. Un cop descrit tot el model i el sistema de control es simularà el model complet de la turbina eòlica enfront de diferents situacions, com poden ser augments sobtats de la velocitat del vent, sots de tensió a la xarxa, etc. Analitzant els resultats d’aquestes simulacions s’extrauran conclusions sobre el funcionament dels aerogeneradors. Finalment, també s’inclou un anàlisi de l'impacte ambiental que pot produir la instal·lació d'un parc eòlic al mar (offshore) i també un estudi econòmic valorant el cost real que podria suposar la seva instal·lació.