Design of a pitch angle control system in wind turbines through an adaptive pi control by fuzzy logic

Abstract

En el presente trabajo se llevó a cabo la investigación y el desarrollo de un sistema de control de ángulo de palas (pitch) en un aerogenerador. Dicho desarrollo se realizó utilizando el software Matlab, con las respectivas herramientas que posee. Se analizaron e implementaron modelos teóricos del rotor de un aerogenerador de eje horizontal de tres palas, de la transmisión mecánica y un sistema de control Proporcional-Integral adaptativo con ganancias variables cuyo valor se controló mediante controladores Fuzzy Logic, también se implementó un modelo estadístico del viento para analizar el comportamiento del aerogenerador en condiciones que simularían las condiciones meteorológicas naturales (turbulencias en el viento). Se realizó el modelado utilizando la herramienta Simulink y posteriormente se montó un modelo general ensamblando cada bloque. Se realizaron pruebas con cambios en la velocidad del viento dentro de los rangos que se pueden considerar normales y posteriormente se llevó el sistema al límite, elevando la velocidad del viento a velocidades superiores a las permitidas para realizar la prueba del frenado aerodinámico de emergencia. Se observó que el sistema; variando el pitch y las ganancias del controlador PI, rechazó las perturbaciones y cambios en la velocidad del viento, manteniendo la velocidad de rotación del rotor y la potencia mecánica, asimismo en la región de trabajo que excede los límites establecidos realizó el correspondiente frenado.