Control híbrido HCS-Fuzzy por par electromagnético para un sistema eólico PMSG bajo transitorios condicionados por una base de datos real

Resumen

La potencia entregada por un aerogenerador de velocidad variable cambia con la velocidad del viento y con la condición de operación del rotor. Por ello, el seguimiento del punto de máxima potencia, o MPPT, ajusta en tiempo real la carga eléctrica del generador para capturar la mayor cantidad posible de energía. Los métodos MPPT incluyen estrategias indirectas, que requieren información previa de la turbina, métodos directos basados en señales medidas, y estrategias inteligentes o hibridas que buscan mejorar la respuesta transitoria. Los métodos directos no requieren conocer con exactitud la curva aerodinámica de la turbina; sin embargo, mantienen un compromiso entre rapidez de seguimiento y oscilación alrededor del punto de máxima potencia. Este trabajo propone un controlador MPPT híbrido con búsqueda directa por par electromagnético para un sistema eólico con generador síncrono de imanes permanentes, o PMSG. El método conserva la búsqueda por ascenso de colina, o HCS, como acción base y añade una corrección temporal mediante un sistema de inferencia difusa, o FIS, cuando la variación de la velocidad del viento indica un transitorio rápido. La corrección se limita y, cuando se cumplen las condiciones de activación, se bloquea temporalmente ante caídas abruptas de potencia. El controlador se compara con perturbación y observación, o P&O, HCS y un controlador difuso bajo la misma planta de 1.5 MW, límites de actuación y diez perfiles transitorios diseñados a partir de una serie meteorológica de viento. La energia eléctrica neta, incluyendo intervalos de potencia negativa, fue la métrica de comparación. El híbrido incrementó el resultado energético agregado en 99.66 % respecto a P&O, 39.73 % respecto a HCS y 35.17 % respecto al controlador difuso. Aunque no obtuvo el mejor resultado en todos los perfiles, presentó el mayor balance energético del conjunto evaluado.