Modelado, simulación y análisis del generador de inducción doblemente alimentado en régimen permanente aplicado a la generación eólica

Abstract

El presente trabajo realiza el proceso de modelado y análisis en régimen permanente del generador de inducción doblemente alimentado, en inglés, Doubly Fed Induction Generator (DFIG). El capítulo 2, hace una breve introducción acerca de los sistemas de generación eólica y los generadores eléctricos más utilizados. Se muestra como ha sido el avance de la generación eólica en el Perú en estos últimos años. Luego se enfoca en el DFIG, donde se describen sus componentes principales, su proceso de puesta en marcha y su funcionamiento. El capítulo 3, se centra en el proceso de modelado matemático del DFIG, que se inicia tomando algunas consideraciones. Se obtiene el modelo clásico 𝑎𝑏𝑐. Utilizando el método de vector espacial se realiza la transformación del modelo 𝑎𝑏𝑐, y se obtiene el modelo 𝑑𝑞 del DFIG. El cual será utilizado posteriormente para obtener el modelo en régimen permanente. En el capítulo 4, se describe las metodologías utilizadas para el análisis del DFIG, en régimen permanente. Una de ella es el análisis mediante las curvas características y el otro, es considerado las zonas de operación. De cada metodología, se describe el procedimiento para el análisis, las ecuaciones utilizadas y el funcionamiento del programa creado en Matlab. En el capítulo 5, se realiza el análisis de las curvas características del DFIG. Para ello se hace la simulación del circuito equivalente del DFIG, variando las componentes del voltaje y de la corriente del rotor. El capítulo 6, realiza el análisis del circuito equivalente, bajo las condiciones de las zonas de operación. Se inicia analizando algunos puntos de operación típicos del DFIG. Luego las curvas de la turbina eólica, según las zonas de operación. Finalmente se analiza la operación del DFIG, ante un factor de potencia, unitario, inductivo y capacitivo, para velocidades de viento ideales y reales.