Operación del sistema de potencia a escala del laboratorio físico de sistemas eléctricos de potencia: operación en paralelo del emulador de energía eólica con la red de la EEQ.

Abstract

El presente trabajo se trata del estudio del emulador de energía eólica del Laboratorio Físico de Sistemas Eléctricos de Potencia de la Escuela Politécnica Nacional. El emulador cuenta con los módulos para simular un generador eólico: simulación del viento que choca con las aspas de la turbina, caja multiplicadora de velocidad, convertidores AC/DC y DC/AC, transformador de acoplamiento y software para su funcionamiento y puesta en paralelo con la red de la EEQ. La simulación del viento se realiza con un dinamómetro/fuente de alimentación de cuatro cuadrantes, el mismo que está acoplado mediante una banda a un generador sincrónico de imanes permanentes PMSG (por sus siglas en inglés). La salida del PMSG se conecta a un sistema de conversión AC/DC-DC/AC para acondicionar el voltaje generado en el PMSG a las características del voltaje de la red externa. Se utilizan dos procesos de control: el primero permite realizar el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT), que controla el lado del generador a través de señales de corriente del estator de la máquina de imanes permanentes. En esta etapa se encuentra la velocidad y el torque óptimo para que el generador pueda entrar en paralelo con la red de la EEQ. En el segundo proceso se ejecuta el lazo de enclavamiento de fase (PLL) con las variables del lado de la red y su función es analizar la magnitud del voltaje, los valores del ángulo de fase y la frecuencia del voltaje de la red, para acoplar la señal del generador a la señal de la red. Se realizan pruebas de funcionamiento de la operación en paralelo de las dos fuentes.