Sistema de conversão de energia eólica baseado no gerador de indução duplamente alimentado: análise e contribuição ao controle da máquina

• Autor(a) principal: Taveiros, Filipe Emanuel Vieira
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19279
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; DFIG; Emulador de turbina eólica; Realimentação de estados

A humanidade encontra-se numa época de desenvolvimento tecnológico sem precedentes.A ciência alcançou e continua alcançando conquistas que permitem compreender cada vez mais o universo e as leis que o regem e, também, tentar coexistir sem destruir o planeta em que vivemos. Um dos principais desafios do século XXI é buscar e incrementar a gama de fontes de energias limpas, renováveis e capazes de sustentar nosso crescimento e estilo de vida. É dever de cada pesquisador dedicar-se e contribuir nesta corrida energética. Neste contexto, a energia eólica se apresenta como uma das grandes promessas para o futuro da geração elétrica. Apesar de ser um pouco mais antiga que outras fontes de energia renovável, a geração eólica ainda apresenta um vasto campo para melhoramento. O desenvolvimento de novas técnicas de controle do gerador juntamente com o desenvolvimento de laboratórios de pesquisa especializados em geração eólica formam um dos pontos chave para aumentar o rendimento, a eficiência e a confiabilidade do sistema. O controle apropriado do esquema de conversores back-to-back permite que as turbinas eólicas baseadas no gerador de indução duplamente alimentado (DFIG) operem no modo de velocidade variável, cujos benefícios incluem máxima extração de potência, injeção de potência reativa e redução de estresse mecânico. O conversor do lado do rotor fornece controle de potência ativa e reativa injetada na rede, enquanto que o conversor do lado da rede fornece o controle da tensão no link CC e fluxo de potência bi-direcional. A estrutura de controle convencional utiliza controladores PI com compensação feed-forward dos termos de acoplamento cruzado. Como desvantagens, esta técnica de controle apresenta sensibilidade a incertezas do modelo e, também, a compensação de termos dinâmicos acoplados resulta em uma estratégia de controle concorrente. Por isso, para superar estes problemas e eliminar os termos de acoplamento cruzado, é utilizado uma estrutura de controle robusta com realimentação de estados baseada no princípio do modelo interno,visando melhorar o acionamento do gerador bem como o seu comportamento dinâmico durante variações abruptas na velocidade do vento. O desempenho da técnica de controle proposta para o controle do gerador DFIG será comparado ao da abordagem de controle convencional sob condições de vento estáveis e rajadas. Um emulador de turbina eólica foi desenvolvido para recriar em laboratório uma condição realista e submeter o gerador a várias condições de velocidade do vento.