Análisis de la estabilidad de la potencia de aerogeneradores en micro redes eléctricas aisladas
Durante los últimos 3 siglos la humanidad se ha enfocado en la producción de energía eléctrica mediante combustibles fósiles. Este método de producción de energía eléctrica requiere de la extracción de dichos combustibles mediante la perforación del suelo y el subsuelo para su posterior combustión,...
- Autores:
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad Distrital Francisco José de Caldas
- Repositorio:
- RIUD: repositorio U. Distrital
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/11349/34474
- Palabra clave:
- Aerogeneradores
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Ingeniería Electrónica -- Tesis y disertaciones académicas
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Jutinico Alarcón, Andrés Leonardo |
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Durante los últimos 3 siglos la humanidad se ha enfocado en la producción de energía eléctrica mediante combustibles fósiles. Este método de producción de energía eléctrica requiere de la extracción de dichos combustibles mediante la perforación del suelo y el subsuelo para su posterior combustión, generando gases de efecto invernadero que tienen un gran impacto en el medio ambiente. Con el fin de disminuir este impacto, se ha trabajado en el desarrollo de técnicas de conversión de energías limpias y renovables (es decir, no contaminantes e inagotables) para la producción de energía eléctrica. Uno de los principales recursos naturales que se ha utilizado para la producción de energía eléctrica es el viento, lo que se denomina energía eólica. Para tal fin se han desarrollado diferentes dispositivos denominados aerogeneradores cuya función es transformar la energía cinética del viento en energía eléctrica. Los aerogeneradores, o generadores eólicos, se pueden clasificar de acuerdo a la posición de los ejes de la turbina. Existen turbinas de viento de eje vertical (VAWT) y turbina de viento de eje horizontal (HAWT). También se pueden clasificar de acuerdo al número de palas, que van desde 2 hasta 6 palas; de acuerdo a su velocidad, como lo son de velocidad fija, de velocidad parcialmente variable, de velocidad variable con convertidores parciales de frecuencia y de velocidad variable con convertidores completos de frecuencia. Finalmente los aerogeneradores también se pueden clasificar de acuerdo al tipo de generador, que puede ser generador sincrónico, generador de imán permanente, generador sincrónico de rotor bobinado (WRSG) o generador de inducción\cite{b3}. Gracias a estos dispositivos es posible generar electricidad, almacenarla, inyectarla a la red eléctrica (sistemas interconectados), o incluso abastecer de electricidad lugares remotos sin acceso a la red eléctrica (sistemas aislados) como casas de campo, instalaciones ganaderas, etc. Un factor importante a tener en cuenta en la generación y distribución de energía eléctrica es garantizar la calidad del servicio. Se entiende por calidad entregar al usuario una señal con ciertos parámetros definidos y preestablecidos. En el caso de la generación de electricidad a partir de la energía eólica, uno de los factores de mayor incidencia en la calidad del servicio es la variación de la velocidad del viento. Como la potencia de salida del aerogenerador es proporcional al cubo de la velocidad del viento, una pequeña variación en la velocidad del viento implica fluctuaciones en la potencia de salida. Asimismo las variaciones en la velocidad del viento, y por lo tanto en la velocidad de giro de la turbina, generan variaciones en la frecuencia de la señal que se entrega a la red. Lo anterior hace necesario el desarrollo y la implementación de mecanismos que permitan disminuir el impacto de los disturbios en la calidad de la energía eléctrica producida. |
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Para tal fin se han desarrollado diferentes dispositivos denominados aerogeneradores cuya función es transformar la energía cinética del viento en energía eléctrica. Los aerogeneradores, o generadores eólicos, se pueden clasificar de acuerdo a la posición de los ejes de la turbina. Existen turbinas de viento de eje vertical (VAWT) y turbina de viento de eje horizontal (HAWT). También se pueden clasificar de acuerdo al número de palas, que van desde 2 hasta 6 palas; de acuerdo a su velocidad, como lo son de velocidad fija, de velocidad parcialmente variable, de velocidad variable con convertidores parciales de frecuencia y de velocidad variable con convertidores completos de frecuencia. Finalmente los aerogeneradores también se pueden clasificar de acuerdo al tipo de generador, que puede ser generador sincrónico, generador de imán permanente, generador sincrónico de rotor bobinado (WRSG) o generador de inducción\cite{b3}. Gracias a estos dispositivos es posible generar electricidad, almacenarla, inyectarla a la red eléctrica (sistemas interconectados), o incluso abastecer de electricidad lugares remotos sin acceso a la red eléctrica (sistemas aislados) como casas de campo, instalaciones ganaderas, etc. Un factor importante a tener en cuenta en la generación y distribución de energía eléctrica es garantizar la calidad del servicio. Se entiende por calidad entregar al usuario una señal con ciertos parámetros definidos y preestablecidos. En el caso de la generación de electricidad a partir de la energía eólica, uno de los factores de mayor incidencia en la calidad del servicio es la variación de la velocidad del viento. Como la potencia de salida del aerogenerador es proporcional al cubo de la velocidad del viento, una pequeña variación en la velocidad del viento implica fluctuaciones en la potencia de salida. Asimismo las variaciones en la velocidad del viento, y por lo tanto en la velocidad de giro de la turbina, generan variaciones en la frecuencia de la señal que se entrega a la red. Lo anterior hace necesario el desarrollo y la implementación de mecanismos que permitan disminuir el impacto de los disturbios en la calidad de la energía eléctrica producida.During the last 3 centuries, humanity has focused on the production of electrical energy using fossil fuels. This method of electricity production requires the extraction of these fuels by drilling into the ground and subsoil for subsequent combustion, generating greenhouse gases that have a great impact on the environment. In order to reduce this impact, work has been done on the development of clean and renewable energy conversion techniques (that is, non-polluting and inexhaustible) for the production of electrical energy. One of the main natural resources that has been used for the production of electrical energy is the wind, which is called wind energy. For this purpose, different devices called wind turbines have been developed whose function is to transform the kinetic energy of the wind into electrical energy. Wind turbines, or wind generators, can be classified according to the position of the turbine shafts. There are vertical axis wind turbines (VAWT) and horizontal axis wind turbine (HAWT). They can also be classified according to the number of blades, ranging from 2 to 6 blades; according to their speed, such as fixed speed, partially variable speed, variable speed with partial frequency converters and variable speed with complete frequency converters. Finally, wind turbines can also be classified according to the type of generator, which can be a synchronous generator, a permanent magnet generator, a wound rotor synchronous generator (WRSG) or an induction generator\cite{b3}. Thanks to these devices it is possible to generate electricity, store it, inject it into the electrical grid (interconnected systems), or even supply electricity to remote places without access to the electrical grid (isolated systems) such as country houses, livestock facilities, etc. An important factor to take into account in the generation and distribution of electrical energy is to guarantee the quality of the service. Quality is understood as delivering to the user a signal with certain defined and pre-established parameters. In the case of electricity generation from wind energy, one of the factors with the greatest impact on the quality of service is the variation in wind speed. As the power output of the wind turbine is proportional to the cube of the wind speed, a small variation in the wind speed implies fluctuations in the power output. Likewise, variations in wind speed, and therefore in the speed of rotation of the turbine, generate variations in the frequency of the signal that is delivered to the network. This makes it necessary to develop and implement mechanisms to reduce the impact of disturbances on the quality of the electrical energy produced.pdfspaAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Abierto (Texto Completo)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2AerogeneradoresEstabilidadControlRobustezPotenciaIncertidumbreDisturbioIngeniería Electrónica -- Tesis y disertaciones académicasPotencia reactiva (Ingeniería eléctrica)AerogeneradoresEnergía eólicaGeneración de energía eólicaWind turbinesStabilityControlRobustnessPowerUncertaintyDisturbanceAnálisis de la estabilidad de la potencia de aerogeneradores en micro redes eléctricas aisladasAnalysis of the power stability of wind turbines in isolated electrical microgridsbachelorThesisInvestigación-Innovacióninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTHUMBNAILTarazonaDíazSergioAlejandroCortésPastránLicethNatalia2022.pdf.jpgTarazonaDíazSergioAlejandroCortésPastránLicethNatalia2022.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7063http://repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/34474/7/TarazonaDi%cc%81azSergioAlejandroCorte%cc%81sPastra%cc%81nLicethNatalia2022.pdf.jpg58a119ea0454de8708d084c475b05a6bMD57open accessLicenciadeusoyautorizaciónparapublicar.pdf.jpgLicenciadeusoyautorizaciónparapublicar.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg13079http://repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/34474/8/Licenciadeusoyautorizacio%cc%81nparapublicar.pdf.jpg5601047c6271b0aa8e6962df1a3d2cc3MD58open accessCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805http://repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/34474/5/license_rdf4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347MD55open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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