Sistemas de protección de turbinas eólicas basadas en DFIG ante huecos de tensión

Abstract

Durante mucho tiempo, los huecos de tensión han supuesto un enorme quebradero de cabeza para muchos trabajadores del sector eólico. Era sabido que durante los huecos de tensión aparecía un elevado valor de corriente en el rotor que podía dañar el equipo, pero las causas de este comportamiento no estaban del todo claras y los estudios teóricos no aportaban demasiada luz al respecto. Sin embargo en los últimos años, se han sucedido las investigaciones que trataban esta problemática. La presente tesis se basa en la teoría postulada en este trabajo para tratar de encontrar soluciones que permitan a los aerogeneradores basados en DFIG combinar la función de protección y la de soporte de la red en caso de huecos de tensión. En la literatura aparecen numerosos estudios que abordan la problemática de los huecos de tensión en topología doblemente alimentada, donde se abordan teóricamente los efectos de los huecos de tensión, así como soluciones que permitan proteger a los equipos y dar soporte a la red eléctrica. Sin embargo, las soluciones más populares pasan por sistemas más simples que puedan formar parte del convertidor back to back de la turbina. Dentro de este tipo de sistemas, abundan los estudios de estructuras de protección similares al crowbar, o como el Smart® Crowbar de Ingeteam, que evita que el aerogenerador se desconecte de la red, protegiendo eficazmente el equipo. De forma adicional, se han encontrado en la literatura sistemas de protección alternativos basados en la colocación de impedancias adicionales en el rotor o bien basados en la colocación de un chopper en el bus DC. El objetivo de la presente tesis es buscar alternativas al crowbar tradicional que permitan proteger al convertidor de la turbina sin que ésta se desconecte de la red eléctrica e inyectar corriente reactiva lo más rápido posible. Se tratará de buscar soluciones tanto a nivel hardware, a nivel software como soluciones combinación de ambas.