Comparação entre estratégias de controle direto e indireto de fluxo rotórico em aerogerador de indução (scig) com conversor back-to back

Abstract

Com o aumento da demanda por fontes de energia, especialmente as renováveis, os estudos e o desenvolvimento de tecnologias nesse setor se intensificaram. Entre as alternativas que ganharam destaque no mercado está a energia eólica. O correto funcionamento dos sistemas de geração eólica depende das estratégias de controle utilizadas. Quando bem implementadas, esses recursos prolongam a vida útil dos parques eólicos, otimizam a produção de energia, auxiliam a rede elétrica em casos de falhas, entre outros benefícios. Nesse trabalho, é apresentado um SCIG (do inglês, Squirrel Cage Induction Generator) conectado a uma turbina eólica, em que sua conexão com a rede elétrica é feita via o conversor back-to-back. Uma máquina de indução pode ser controlada de diferentes formas, mas o controle vetorial orientado no fluxo rotórico é o mais usado em aplicações como motor. Dessa forma, nesse trabalho é implementada essa estratégia de controle, sendo comparados o controle vetorial direto e o controle vetorial indireto, ambos com o mesmo referencial fluxo rotórico. Apesar de ambos os controladores possuírem montagens similares, no controle vetorial direto é necessário um cálculo para a estimação do fluxo com dados medidos da máquina, enquanto no indireto o fluxo é calculado de maneira indireta, apenas com as estimativas de velocidade. O objetivo da implementação dos dois modos de controle é realizar a comparação, levando em consideração o desempenho dinâmico e de regime permanente, assim como a complexidade. Os índices de desempenho avaliados simultaneamente são: correntes de inrush, correntes transitórias (amplitude), correntes em regime permanente, overshoot da velocidade do rotor, o tempo de acomodação para a velocidade do rotor e distorção harmônica total. Essas análises são feitas por simulações utilizando os softwares PSIM e Scilab.