Optimización de la dinámica de los sistemas híbridos eólico-diésel mediante la utilización de sistemas de almacenamiento de energia basados en volantes inercia

Resumen

En esta tesis se han analizado los requerimientos de control de los Sistemas Hibridos Eolico Diesel (SHED) en sus distintos modos de funcionamiento. Conjuntamente se han estudiado los Sistemas de Almacenamiento de Energía basados en Volante de Inercia (SAEVI) en aspectos tales como materiales para la construcción del volante, máquina eléctrica motora/generadora, rodamientos, carcasa contenedora, etc. Se han analizado, revisado y utilizado modelos para los distintos componentes del SHED: generador diesel, aerogenerador, carga de consumidores y carga de volcado. Teniendo en cuenta la localización remota de los SHED, lo que obliga a utilizar tecnologías convencionales, se ha construido un modelo de un SAEVI de baja velocidad con máquina asíncrona, volante de inercia de acero y doble convertidor de conexión a la red aislada. La simulación del SHED con SAEVI de baja velocidad, tanto en los distintos modos de funcionamiento como en las transiciones entre los modos del SHED, ha demostrado una notable mejora de la dinámica del SHED. Para demostrar esta mejora se han mostrado gráficas detalladas de voltajes de red, frecuencia de red y potencias activas en cada uno de los elementos del sistema. También se han mostrado variables de la máquina asíncrona constitutiva del SHED: corriente de cuadratura que controla el par, corriente directa que controla el flujo y velocidad de giro que indica la energía cinética almacenada en el volante. El modelado del SAEVI, su simulación y la presentación de las variables de la máquina asíncrona es la aportación más original y relevante de la tesis. Asimismo las simulaciones de funcionamiento del SHED presentadas constituyen también un aspecto muy relevante de la tesis.