Modelado y simulación de un grupo aerogenerador síncrono y estudio de la conexión de la energía eólica a la red de distribución

Abstract

[ES] En este estudio se abordarán dos partes distintas. Por un lado, se estudia la conversión de la energía presente en el viento en energía eléctrica. Para ello se modelan las diferentes partes del aerogenerador que lo hacen posible, el giro de las palas gracias al viento, el tren de transmisión y la generación de energía eléctrica en un generador asíncrono de imanes permanentes. Una vez modelados estos fenómenos físicos, se procede a la simulación de determinados valores (potencia eléctrica, velocidad de las palas, velocidad del rotor...) mediante Bond Graph. Bond graph es una representación gráfica de un sistema físico dinámico. Permite convertir el sistema en una representación del espacio de estados. Por otro lado, se realiza un estudio de la inclusión de las energías renovables como fuentes de generación descentralizada en una red de distribución eléctrica existente. Para ello se realiza un estudio de los elementos que hay que regular para poder realizar esta adaptación sin producir desequilibrios en la red (factor de potencia, frecuencia, balance consumo-demanda, etc). Para simular la interacción y asegurarse de que todos los elementos responden como se espera, se utiliza una herramienta de simulación llamada Power Factory.

[EN] The need to produce energy in a more sustainable way due to the objective of decarbonizing makes the use of renewable energy of great importance. In the present thesis, the connection of a wind turbine is addressed. For this purpose, a physical description of the wind turbine is done by the means of equations. Then, some simulations of the turbine are carried out by implanting a bond graph model in the simulation tool of 20SIM. Finally, with the objective of better understanding the interests and limitations of the connection of a wind turbine to the distribution grid, a connection method is proposed and analysed.