Emulación de una turbina de viento con MPPT en tiempo real
Contenido principal del artículo
Resumen
En este trabajo se presenta el diseño e implementación de un banco de emulación de turbinas eólicas; el banco propuesto tiene en cuenta la dinámica de la extracción de energía efectiva del viento que se modela matemáticamente. El motor emula el movimiento giratorio debido a la energía del viento, lo cual genera perfiles de velocidad angular según el par medido por un sensor de par en el eje de acople entre el motor DC y el generador síncrono de imanes permanentes. Adicionalmente, se creó un experimento de prueba compuesto por un convertidor elevador controlado al cual se le aplica un algoritmo de extracción de máxima potencia, con el fin de validar el funcionamiento del banco motor DC y el generador síncrono de imanes permanentes al emular la dinámica de un generador eólico equivalente.
##plugins.themes.bootstrap3.displayStats.downloads##
Detalles del artículo
Sección
Queda autorizada la reproducción total o parcial de los contenidos de la revista con finalidades educativas, investigativas o académicas siempre y cuando sea citada la fuente. Para poder efectuar reproducciones con otros propósitos, es necesario contar con la autorización expresa del Sello Editorial Universidad de Medellín.
Cómo citar
Referencias
[1] A. J. Chapman, B. C. Mclellan, and T. Tezuka, 'Prioritizing mitigation e ff orts considering co-bene fi ts , equity and energy justice : Fossil fuel to renewable energy transition pathways,' Appl. Energy, vol. 219, n.° March, pp. 187-198, 2018.
[2] M. Narayana, K. M. Sunderland, G. Putrus, and M. F. Conlon, 'Adaptive linear prediction for optimal control of wind turbines,' Renew. Energy, vol. 113, pp. 895-906, 2017.
[3] J. Yan, Y. Feng, and J. Dong, 'Study on dynamic characteristic of wind turbine emulator based on PMSM,' Renew. Energy, vol. 97, pp. 731-736, 2016.
[4] O. Dahhani, A. El-jouni, and I. Boumhidi, 'Assessment and control of wind turbine by support vector machines,' Sustain. Energy Technol. Assessments, vol. 27, pp. 167-179, 2018.
[5] A. Bonfiglio, F. Delfino, F. Gonzalez-longatt, and R. Procopio, 'Steady-state assessments of PMSGs in wind generating units,' Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 90, pp. 87-93, 2017.
[6] A. Shafiei, B. M. Dehkordi, A. Kiyoumarsi, and S. Farhangi, 'A Control Approach for Small - Scale PMSG - based WECS in the Whole Wind Speed Range,' IEEE Trans. Power Electron., vol. 23, n.° 12, pp. 9117-9130, 2017.
[7] F. Martinez, L. C. Herrero, and S. De Pablo, 'Open loop wind turbine emulator,' Renew. Energy, vol. 63, pp. 212-221, 2014.
[8] J. C. Y. Hui, A. Bakhshai, and P. K. Jain, 'An Energy Management Scheme with Power Limit Capability and an Adaptive Maximum Power Point Tracking for Small Standalone PMSG Wind Energy Systems,' IEEE Trans. Power Electron., vol. 31, n.° 7, pp. 4861-4875, 2016.
[9] J. F. Ruiz Murcia, J. Serna Cuenca, and H. J. Zapata Lesmes, Atlas de Viento de Colombia, Ideam-UPME., vol. 1, Colombia: Imprenta Nacional de Colombia, 2017.
[10] J. Castelló, J. M. Espí, and R. García-Gil, 'Development details and performance assessment of a Wind Turbine Emulator,' Renew. Energy, vol. 86, pp. 848-857, 2016.
[11] F. Chejne, R. Smith, L. F. Rodrı, J. M. Mejı, and I. Dyner, 'Simulation of wind energy output at Guajira , Colombia,' Renew. Energy, vol. 31, pp. 383-399, 2006.
[12] E. G. Shehata, 'A comparative study of current control schemes for a direct-driven PMSG wind energy generation system,' Electr. Power Syst. Res., vol. 143, pp. 197-205, 2017.
[13] B. Yang et al., 'Passivity-based sliding-mode control design for optimal power extraction of a PMSG based variable speed wind turbine,' Renew. Energy, vol. 119, pp. 577-589, 2018.
[14] M. Rahimi, 'Modeling, control and stability analysis of grid connected PMSG based wind turbine assisted with diode rectifier and boost converter,' Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 93, pp. 84-96, 2017.
[15] S. M. Muyeen, R. Takahashi, T. Murata, and J. Tamura, 'Integration of an Energy Capacitor System With a Variable-Speed Wind Generator,' IEEE Trans. Energy Convers., vol. 24, n.° 3, pp. 740-749, 2009.
[16] S. S. Dash and B. Nayak, 'Control analysis and experimental verification of a practical dc-dc boost converter,' J. Electr. Syst. Inf. Technol., vol. 2, n.° 3, pp. 378-390, 2015.
[17] D. Zammit, C. S. Staines, A. Micallef, M. Apap, and J. Licari, 'Incremental Current Based MPPT for a PMSG Micro Wind Turbine in a Grid-Connected DC Microgrid,' in Energy Procedia, vol. 142, pp. 2284-2294, 2017.
[18] F. Alonge, M. Pucci, R. Rabbeni, and G. Vitale, 'Dynamic modelling of a quadratic DC / DC single-switch boost converter,' Electr. Power Syst. Res., vol. 152, pp. 130-139, 2017.
[19] J. P. Ram, N. Rajasekar, and M. Miyatake, 'Design and overview of maximum power point tracking techniques in wind and solar photovoltaic systems: A review,' Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 73, pp. 1138-1159, 2017.