Modelado de los sistemas eléctricos y mecánicos de un aerogenerador doblemente alimentadovalidación y aplicación a estudios eléctricos

Resumen

RESUMEN TESIS DOCTORAL Modelado de los sistemas eléctricos y mecánicos de un aerogenerador doblemente alimentado: validación y aplicación a estudios eléctricos defendida el 17-12-2008. Autor: Francisco Jiménez Buendía El aumento de la penetración eólica en las redes eléctricas ha impuesto la necesidad de que este tipo de generación contribuya a la gestión y operación del sistema eléctrico de forma similar a la generación convencional. Uno de los requisitos fundamentales constituye el comportamiento ante huecos de tensión, que se ha materializado en normas de conexión a red como la emitida por EON en 2003 y su revisión posterior de 2006 o la española de Red Eléctrica de España PO 12.3 de Noviembre de 2006, así como una serie de normativas de diversos países. Esto ha impulsado el desarrollo de soluciones tecnológicas en aerogeneradores para soportar huecos de tensión y cumplir los requisitos que las normas exigen durante el hueco. Dada la variabilidad de estos fenómenos y su dificultad de reproducción en banco y campo, se requieren modelos de simulación que permitan emular estos eventos y la respuesta del aerogenerador ante ellos. Su objetivo será el desarrollo de las soluciones tecnológicas en el subsistema eléctrico, evaluar su impacto en la parte mecánica y verificar o certificar por simulación el cumplimiento de los diversos requisitos de las normativas de conexión a red. Esta tesis trata del desarrollo y validación de una modelización del aerogenerador doblemente alimentado y de sus subsistemas con programas de simulación de transitorios electromagnéticos. Su aplicación es la evaluación del impacto de los huecos de tensión en los subsistemas mecánico y eléctrico y en la verificación del cumplimiento de normativas de conexión a red. Está basada en el desarrollo por parte del autor del modelo doblemente alimentado del aerogenerador GAMESA G5x 850 kW. Así pues, los trabajos expuestos en este documento contemplan: ¿ Definición de los requerimientos del modelo de simulación y análisis del grado de detalle necesario en cada subsistema del modelo. ¿ El desarrollo de los modelos de los subsistemas que componen el modelo del aerogenerador, tales como: o Subsistema mecánico: los modelos de la aerodinámica de la pala, el mo¬delo del tren de potencia y el control de aerogenerador con el grado de detalle que permita representar los fenómenos mecánicos funda¬menta¬les con impacto en la respuesta eléctrica del aerogenerador o Subsistema eléctrico: generador y transformador, como máquinas eléctri¬cas, y convertidor, como el componente que controla y gestiona el comportamiento del aerogenerador en el hueco de tensión, así como los elementos menos significativos como cables y consumos auxiliares. Adicio¬nal¬mente se desarrollan modelos de red para generación de los huecos de tensión en simulación. ¿ Validación y ajuste de los modelos de cada subsistema y del modelo de aerogenerador completo. ¿ Aplicaciones del modelo de simulación para evaluación del impacto en los subsistemas mecánico y eléctrico y del cumplimiento de normativas de co¬nexión a red.