Diseño y construcción de convertidor electrónico back to back para grupo de generación dfig de 5kva para turbinas eólicas

Abstract

El presente Trabajo de Fin de Grado presenta el diseño y la construcción de una
plataforma de laboratorio sobre un Convertidor Electrónico “Back to Back” para el grupo de
generadores de inducción doblemente alimentados “DFIG” (double feed induction generator).
Más concretamente, se trata de un convertidor previsto para trabajar con un grupo
generacional de 5kVA empleado para turbinas eólicas. Dicha plataforma trabajara en un
laboratorio conectada a la máquina de inducción que actúa como un aerogenerador, de eje
horizontal, y esta a su vez a una máquina de corriente continua que simula las tres palas y el
rotor de la turbina movidas por el viento, trabajando por tanto como motor del generador.
La idea del trabajo es construir la plataforma y explicarla de forma que cualquiera pueda
entenderla y utilizarla en caso de ser necesario. Se trata de un convertido bidireccional con el
cual se controla la potencia, en función del programa que se introduzca en él. No obstante, ha
sido creada principalmente para poder trabajar e implementar un control predictivo de
potencia diseñado y desarrollado por el doctorando Mohammad Ebrahim Zarei.
Por tanto, a lo largo del trabajo se explicará cómo funciona un convertidor de este tipo,
como está construida la plataforma y su funcionamiento, se comentará también brevemente
el control diseñado por Mohammad Ebrahim Zarei explicando las ventajas con respecto a otros
controles ya existentes y se mostraran algunos resultados de los ensayos.
Para el desarrollo de este trabajo se ha tenido que aplicar los conocimientos vistos a lo
largo del grado y más concretamente en la especialidad eléctrica. Dichos conocimientos se han
estudiado en asignaturas como máquinas eléctricas I y II, control de máquinas eléctricas,
electrónica industrial y sistemas de energía eléctrica.
De esta forma la estructura del trabajo es la siguiente:
• En un primer capítulo se hace una introducción de las energías renovables,
concretamente de la eólica, comentando su evolución y su importancia en el mercado.
• En el segundo capítulo, se clasifican los aerogeneradores y se modela el
comportamiento de la turbina eólica a través de ecuaciones.
• El tercer capítulo, se centra en DFIG, se modela estática y dinámicamente, y a través
de unos resultados de simulaciones se comparan algunos controles con dos controles
del profesor Mohammad.
• En el cuarto capítulo, se explican todos los componentes de la plataforma del
laboratorio y sus conexiones, detallando más los convertidores del armario de control.
• En el quinto capítulo, se muestran los ensayos realizados sobre la plataforma.
• El sexto capítulo, es un manual sobre el funcionamiento de la plataforma y los pasos a
seguir en caso de que deba ser utilizada.
• Por último, se plantean unos cuadros sobre la planificación, el tiempo empleado, los
presupuestos y las conclusiones.
• También se incluye la mención de la bibliografía más importante utilizada, así como
unos anexos para ayudar a la comprensión total del proyecto.