Validación de la herramienta de linealización de FAST: análisis temporal y frecuncial en lazo abierto y cerrado

El presente Trabajo Fin de Máster ha sido realizado en el grupo de Control de Aerogeneradores del departamento de Ingeniería de la Universidad Pública de Navarra con el objetivo de validar la herramienta de linealización del software de libre acceso FAST desarrollado por el National Renewable Energy Laboratory. Para llevar a cabo dicha tarea se han seguido los siguientes pasos: 1) Obtener el modelo lineal de todas las zonas de funcionamiento del aerogenerador, incluso a bajas velocidades de viento; 2) Adaptar y post-procesar las salidas del modelo lineal de FAST para generar un modelo lineal estandarizado compatible con herramientas comerciales; 3) Validar el modelo lineal comparándolo con el sistema no lineal simulado con FAST. Para ello se han introducido escalones, rampas y senos tanto en lazo abierto como en lazo cerrado, y se ha realizado la comparativa del análisis frecuencial del sistema en lazo abierto; 4) Crear un procedimiento basado en scripts de MATLAB para validar el modelo lineal y su control.

This Master’s Degree Final Project has been done in the Wind Turbine Control group of the Engineer department of the Public University of Navarre with the main objective of validating the linearization tool of the public software FAST, developed by the National Renewable Energy Laboratory. In order to fulfill the main goal, the following steps were taken:

1. Attainment of the lineal model of the wind turbine for all operating zones, even at low wind speed;
2. Adaptation and post-processing of the outputs of FAST linear models to generate a standardized lineal model compatible with commercial tools;
3. Validation of the linear model by comparing it with the nonlinear model simulated with FAST. In order to do so, steps, ramps and sins in open and closed loop has been introduced. An open loop frequency analysis has be done as well;
4. Creation of a procedure based on MATLAB scripts to validate the linear model and its control.