Diseño de un convertidor multimegavatio en configuración paralelo para aplicación eólica

Abstract

En la industria eólica actual se están desarrollando turbinas multimegavatio, con potencias nominales que alcanzan los 7 MW. La velocidad variable en estas turbinas es obligatoria si se pretende maximizar la energía anual producida (AEP). El convertidor de potencia es el encargado de controlar la velocidad de la máquina adaptando las variables eléctricas del generador, generalmente de baja tensión, a las características de la red. Una opción recurrente a la hora de desarrollar convertidores para máquinas multimegawatio es la de paralelizar unidades de conversión back to back de baja tensión. Utilizando líneas de conversión de baja tensión se logra redundancia en la turbina, aprovechando una tecnología madura y competitiva en la industria eólica. El objetivo de este proyecto es desarrollar un sistema de conversión de potencia escalable y modular basado en unidades de conversión de 4 – 4.5 MW para aplicación eólica. Este convertidor estará orientado a conexiones a red tipo Full Converter (FC), minimizando el coste de la inversión necesaria para potencia eólica offshore en baja tensión (LV) hasta 9MW, asegurando la calidad de la energía inyectada a la red.

Wind turbines are constantly increasing their rated power, developing prototypes in 2015 over 7 MW. In order to maximize annual energy production (AEP) variable speed wind turbines include a power converter. The latest is responsible for the MPPT control and the adaptation of the generator electric variables to meet the requirements of the grid operator. A common solution for wind energy conversion is based on a low voltage generator with a full-scale back-to-back power converter. When the power of the generator is increased, several back-to-back power converters can be parallelized in order to cope with the generator rated power. By using several low-voltage power conversion lines a competitive and mature technology is used, achieving a fault tolerant system, which is especially interesting in offshore applications. The main goal of this project is the development of a modular and scalable power converter based on a basic unit of 4-4.5 MW for wind energy conversion systems. This converter, designed for full converter low voltage topologies, should minimize de capital cost of wind turbines with a rated power up to 9 MW, meeting the stringent grid codes.