Predictive direct control techniques of the doubly fed induction machine for wind energy generation applications

Résumé

Esta tesis se enmarca dentro de la aplicación de generación de energía eléctrica, por medio de aeroturbinas eólicas de velocidad variable. Analiza diferentes estrategias de control para el máquina eléctrica más comúnmente utilizada en éste ámbito, la máquina de inducción doblemente alimentado por el rotor (DFIM). De esta forma, se realiza una minuciosa prospección tecnológica de los diferentes fabricantes de aeroturbinas a nivel mundial, concluyéndose que la evolución del mercado tiende al siguiente reto futuro: aeroturbinas de alta potencia alimentadas mediante tensión. Este nuevo escenario de generación, respecto a las aeroturbinas actuales, requiere de una serie de modificaciones que entre otros aspectos, afectan al sistema eléctrico de generación y a las estrategias de control de la máquina de la aeroturbina. Por todo ello, tras definir y diseñar una posible solución de futura aeroturbina de 10MW de potencia y alimentada en media tensión, se desarrollan y validan experimentalmente un serie de técnicas de control (DTC y DPC) de la máquina estudiada, basadas en el control predictivo directo. Permitiendo así adecuarse a las dos mayores dificultades de este escenario, la necesidad de un convertidor de potencia de tecnología multinivel, que además opera con restricciones en la frecuencia de conmutación.