| Summary: | La energía eólica es la tecnología de mayor crecimiento en cuanto a participación en el mercado y
eficiencia. Los sistemas de conversión de energía eólica (WECS) transforman la energía cinética del
viento en energía eléctrica mediante una combinación de aerogeneradores o turbinas eólicas (WT)
y generadores eléctricos. Existen varias configuraciones posibles de turbinas eólicas y generadores
eléctricos, las cuales permiten diferentes enfoques de control para regular la salida de energía de
los WECS que son principalmente: control por régimen de pérdida (stall) y control del ángulo de
paso (pitch). En cualquiera de estos casos, se han aplicado con éxito varios enfoques basados en el
control clásico y en el control moderno con el único objetivo de mejorar la captación de energía de
los WECS, dejando, en la mayoría de los casos, desatendidas otras variables de funcionamiento
importantes, como el estrés o esfuerzo mecánico de las aspas.
Este trabajo de investigación propone una metodología de diseño y prueba de un algoritmo de
control de auto-optimización (SOC) para maximizar la potencia de salida de un WECS mientras se
reduce el estrés mecánico de las aspas del WT. Esta mejora en el funcionamiento del WECS se
consigue minimizando una función de costo multiobjetivo que relaciona la potencia de salida y el
factor de estrés. El cálculo de la función de costo se realiza utilizando un modelo combinado de los
enfoques del momento de los elementos de las aspas (BEM) y de la viga de pared delgada (TWB).
Dado que el despliegue del SOC implica un bajo costo computacional debido a una reducción del
espacio de optimización a través de una proyección matricial aplicada a un vector de medidas, el
diseño de este algoritmo requiere el cálculo off-line de esta matriz de proyección, H. El esquema
SOC optimiza el funcionamiento del WECS en presencia de una incertidumbre o perturbación, que
se asume como la variación de la velocidad del viento, controlando una combinación de mediciones
cuidadosamente elegidas hasta un punto de referencia constante. El rendimiento del WECS cuando
funciona con el SOC se compara con un controlador clásico de línea base (BCS) y con un algoritmo
de control predictivo (NMPC). Los resultados de la simulación muestran la viabilidad del controlador
para el funcionamiento en tiempo real, así como una mejora del funcionamiento en comparación
con el controlador de línea base.
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