Estudio de técnicas de control Grid-Forming para aerogeneradores marinos

Abstract

[ES] En un contexto de transición ecológica sin precedentes la generación eólica en general, y la aerogeneración Off-Shore en particular; tiene y tendrá un papel fundamental para la sostenibilidad energética del planeta. En este sentido, para un aprovechamiento óptimo de la energía contenida en el viento es necesario implementar técnicas de control que regulen el funcionamiento de los complejos sistemas que forman un aerogenerador.

El presente estudio tiene como finalidad realizar una comparativa entre dos técnicas de control vectorial basadas en la filosofía Grid-Forming y haciendo uso de un doble convertidor de potencia Back-to-Back que garantice la independencia del control de red y del control del generador. De este modo, se propone un control común que regule el funcionamiento del PMSG asegurando un nivel de tensión estable en el enlace de corriente continua del convertidor; y a partir de este punto se implementan las técnicas de control de red fundamentadas en Control Orientado de Tensión para su posterior análisis y comparación. Las estrategias de control objeto del estudio se basan el Droop Control y en Virtual Synchronous Machine.

[EN] Nowadays we live in a world that is deeply marked by the ecological transition. Transition in which the wind generation has and will have an important role for the Earth¿s energetic sustainability. In that way, advanced control systems that allow us to optimize wind energy extraction are needed.

In this study, a comparison between two Grid-Forming vector control strategies is presented. The system implemented is based on the using of a Back-to-Back converter, which ensures the grid and the generator decoupled control, and the implementation of a common PMSG control that will be used by both grid controllers. The Machine-Side Controller main objective is to assure a stable voltage level on the converter¿s DC-Link as well as to optimize the wind energy extraction. With the DC voltage properly controlled, the Voltage Oriented Control based Grid-Side Controllers are implemented and studied. The techniques presented in this study are Droop control and Virtual Synchronous Machine control.