Gaia
Turbina eolikoek eragindako sorgailuen kontrol aurreratua
Gaiari buruzko datu orokorrak
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Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua
Debido a la naturaleza estocástica de su fuente de energía primaria ―--viento, irradiación solar…―--, el adecuado funcionamiento de los sistemas de generación de energía renovable no sería posible sin la contribución del control automático.Por lo que a la ingeniería de control respecta, dos son los principales desafíos que, sin excepción, llevan ligados todos los sistemas de conversión de energía renovable: la optimización de la energía generada --―entendiendo el término "optimización" como "maximización"--―, y la integración de la misma en las redes de distribución y transporte. No obstante, existen también otros objetivos de vital importancia, relativos a cada fuente de energía concreta, como la minimización del estrés mecánico y la fatiga a que se ven sometidos los sistemas de transmisión de las turbinas eólicas.
Generalmente, los problemas de control indicados se abordan de modo separado y mediante la aplicación de técnicas de control clásicas, tales como configuraciones en cascada de reguladores PI(D). Sin embargo, es posible, a la par que deseable, explorar las posibilidades de mejora del rendimiento que pueden aportar, tanto la consideración conjunta de los desafíos de control mencionados, como la adopción de métodos de control más avanzados.
Por todo ello, los tan en auge sistemas de conversión de energía renovable constituyen un extenso campo de aplicación a explotar, no sólo por la teoría clásica de control, sino también por variantes más avanzadas del mismo.
Irakasleak
Izena | Erakundea | Kategoria | Doktorea | Irakaskuntza-profila | Arloa | Helbide elektronikoa |
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MARTINEZ AGUIRRE, MIREN ITSASO | Euskal Herriko Unibertsitatea | Irakaslego Agregatua | Doktorea | Elebiduna | Sistemen Ingeniaritza eta Automatika | mirenitsaso.martinez@ehu.eus |
SUSPERREGUI BURGUETE, ANA | Euskal Herriko Unibertsitatea | Irakaslego Agregatua | Doktorea | Elebiduna | Sistemen Ingeniaritza eta Automatika | ana.susperregui@ehu.eus |
TAPIA OTAEGUI, GERARDO | Euskal Herriko Unibertsitatea | Unibertsitateko Katedraduna | Doktorea | Elebiduna | Sistemen Ingeniaritza eta Automatika | gerardo.tapia@ehu.eus |
Gaitasunak
Izena | Pisua |
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Adquirir una formación avanzada y multidisciplinar en ámbitos de la automatización y control | 26.0 % |
Afrontar el modelado de sistemas y procesos. | 26.0 % |
Conocer y aplicar estructuras de control a sistemas y procesos | 46.0 % |
Irakaskuntza motak
Mota | Ikasgelako orduak | Ikasgelaz kanpoko orduak | Orduak guztira |
---|---|---|---|
Magistrala | 15 | 22.5 | 37.5 |
Gelako p. | 3 | 4.5 | 7.5 |
Laborategiko p. | 2 | 3 | 5 |
Ordenagailuko p. | 10 | 15 | 25 |
Ebaluazio-sistemak
Izena | Gutxieneko ponderazioa | Gehieneko ponderazioa |
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Idatzizko azterketa (arazoak) | 30.0 % | 50.0 % |
Idatzizko azterketa (teoria) | 50.0 % | 70.0 % |
Ohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea
Las evidencias sobre las que se basará la evaluación de la asignatura serán las siguientes:- Prueba de cuestiones teórico-prácticas de lo abordado en clase (%).
- Prueba oral sobre un trabajo práctico a desarrollar (%), cuyo contenido se definirá en el aula.
Para aprobar la asignatura es preciso aprobar ambas pruebas. En el caso de superar una de los dos pruebas de la evaluación la calificación obtenida en la parte superada en la convocatoria ordinaria se guardará para la convocatoria extraordinaria. Asimismo, la calificación de la asignatura será, como máximo, de 4.
No presentarse a ninguna de las pruebas supondrá la renuncia a la convocatoria de evaluación y constará como un No Presentado.
Ezohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea
Las evidencias sobre las que se basará la evaluación de la asignatura serán las siguientes:- Prueba de cuestiones teórico-prácticas de lo abordado en clase (%).
- Prueba oral sobre un trabajo práctico a desarrollar (%), cuyo contenido se definirá en el aula.
Para aprobar la asignatura es preciso aprobar ambas pruebas. En el caso de superar una de los dos pruebas, la calificación de la asignatura será, como máximo, de 4.
No presentarse a ninguna de las pruebas supondrá la renuncia a la convocatoria de evaluación y constará como un No Presentado.
Irakasgai-zerrenda
Componentes de un generador eólico. Curva de potencia óptima. Carencias de los sistemas de generación a velocidad fija. Sistemas de generación eólica a velocidad variableModelo dinámico del DFIG: Modelos mecánico y eléctrico trifásico. Modelo eléctrico ¿Quadrature-Phase Slip-Ring¿ (QPSR). Disposición del citado modelo en ecuaciones de estado para su simulación. Expresión del modelo QPSR en un único sistema de referencia síncrono. Revisión del modelo matemático del PMSG. Identificación de analogías entre los modelos del DFIG y del PMSG expresados según sus respectivos sistemas de referencia síncronos
Diseño del esquema clásico de VC del convertidor del lado de máquina (MSC). Lazos internos de corriente estatórica: Tensiones anticipativas de desacoplo y sintonía de los controladores PI. Lazos externos de potencia activa y potencia reactiva/tensión estatórica: Sintonía de los controladores PI. Establecimiento de las consignas de potencia activa y potencia reactiva/tensión estatórica
Introducción a los sistemas de control de estructura variable. El concepto ¿modo deslizante¿. Orden relativo del sistema y orden del control en modo deslizante. Consideraciones para el diseño de controladores SMC. Diseño de controladores 1-SMC para el convertidor del lado de rotor (RSC) del DFIG.
Introducción al algoritmo ¿Super-Twisting¿. Aplicación de dicho algoritmo al caso del DFIG. Términos de control equivalente. Ajuste analítico de los parámetros del controlador
Bibliografia
Oinarrizko bibliografia
P. Vas, Sensorless Vector and Direct Torque Control. New York: Oxford Univ. Press, 1998.A. Tapia, G. Tapia, J. X. Ostolaza, and J.R. Sáenz, ¿Modeling and control of a wind turbine driven doubly fed induction generator,¿ IEEE Trans. Energy Convers., vol. 12, no. 2, pp. 194¿204, 2003.
S. Li, T. A. Haskew, and L. Xu, ¿Conventional and novel control designs for direct driven PMSG wind turbines,¿ Electric Power Syst. Res., vol. 80, no. 3, pp. 328¿338, 2010.
A. Susperregui, G. Tapia, I. Zubia, and J. X. Ostolaza, ¿Sliding-Mode Control of Doubly-Fed Generator for Optimum Power Curve Tracking,¿ Electron. Lett., vol. 46, no. 2, pp. 126¿127, 2010.
A. Susperregui, M. I. Martinez, I. Zubia, and G. Tapia, ¿Design and Tuning of Fixed-Switching-Frequency Second-Order Sliding-Mode Controller for Doubly-Fed Generator Power Control,¿ IET Electr. Power Appl., vol. 6, no. 9, pp. 696¿706, 2012.
Gehiago sakontzeko bibliografia
V. Utkin, J. Guldner, and J. Shi, Siliding Mode Control in Electromechanical Systems. London, UK: Francis & Taylor, 1999.A. Levant, "Sliding Order and Sliding Accuracy in Sliding Mode Control," Int. J. Control, vol. 58, no. 6, pp. 1247,1263, 1993.
M. Rashed, K. B. Goh, M. W. Dunnigan, P. F. A. MacConell, A. F. Stronach, and B. W. Williams, "Sensorless Second-Order Sliding-Mode Speed Control of a Voltage-Fed Induction-Motor Drive Using Nonlinear State Feedback," IEE Proc.-Electr. Power Appl., vol. 152, no. 5, pp. 1127,1136, 2005.
A. Susperregui, Diseño y Desarrollo de Estrategias de Control Orientadas a Sistemas de Estructura Variable para su Aplicación en Generadores Asíncronos Doblemente Alimentados. Tesis Doctoral, UPV/EHU, 2013.
M. Chinchilla, S. Arnaltes, and J. Burgos, "Control of permanent-magnet generators applied to variable-speed wind-energy systems connected to the grid," IEEE Trans. Energy Convers., vol. 21, no. 1, pp. 130,135, 2006.
Aldizkariak
IEEE Transactions on Energy ConversionIEEE Transactions on Industrial Electronics
IET Renewable Power Generation
IET Electric Power Applications
IEEE Transactions on Power Electronics
IEEE Transactions on Power Systems
Electric Power Systems Research
Energy Conversion and Management
Wind Energy
Estekak
http://moodle5.ehu.es. Material de apoyo en la plataforma Moodle.http://www.intechopen.com. Publicaciones científicas de libre acceso.
http://ieeexplore.ieee.org. Biblioteca digital de IEEE.
http://digital-library.theiet.org. Biblioteca digital de IET.
http://www.sciencedirect.com. Biblioteca digital de Elsevier.
http://link.springer.com. Biblioteca digital de Springer.