Control mecánico y eléctrico de un aerogenerador grid-forming de 15 MW.

Abstract

[ES] El objeto de este TFM es el modelado y control de un aerogenerador offshore ¿grid-forming¿ de 15MW direct-drive. Este aerogenerador se divide en tres subsistemas: mecánico-aeroelástico, convertidor del generador y convertidor de la red. El control mecánico-aeroelástico tiene como objetivo maximizar la extracción de energía y reducir los modos de vibración. El control de los convertidores electrónicos completarán la totalidad del sistema de control a desarrollar. Se estudiará particularmente el diseño de controladores "grid-forming", así como su efecto en los elementos mecánicos del aerogenerador (particularmente esfuerzos finales y fatiga en las bases de las palas).

Los subsistemas se controlan y analizan en funcionamiento aislado e interconectado. Por ello, se compara el comportamiento de las diferentes partes del aerogenerador si se utilizan modelos simplificados o modelos complejos no lineales.

[EN] The scope of this MEng thesis is the modelling and control of a 15MW offshore grid-forming wind turbine. The wind turbine is divided into three subsystems: mechanical/aeroelastic, machine side converter and grid side converter. Mechanical/aeroelastic control will aim at maximum power extraction and vibration reduction when the wind turbine is operating in grid forming mode. The communication between the mechanical model and its controller is also designed. The electrical subsystem control will include the generator control and the grid-forming control of the grid side converter. The subsystems are controlled and analysed in stand-alone performance and interconnected. Therefore, the performance of the different parts of the wind turbine are compared with full complex non-linear models and with simplified models.