Banco de pruebas experimental para esquemas de control por cambio del ángulo de paso en aerogeneradores

Miguel Á.Hernández López; Rosendo Rosales López; J. Jesús Arellano Pimentel; Francisco Aguilar Acevedo; Aline Ramírez Jaramillo

doi:10.4067/S0718-33052021000100008

Banco de pruebas experimental para esquemas de control por cambio del ángulo de paso en aerogeneradores

Translated title of the contribution: Experimental testing bench for variable pitch wind turbines control strategies

Miguel Á.Hernández López, Rosendo Rosales López, J. Jesús Arellano Pimentel^*, Francisco Aguilar Acevedo, Aline Ramírez Jaramillo

^*Corresponding author for this work

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Abstract

The growing worldwide energy demand requires the design and construction of increasingly efficient generation systems. In satisfying this need, control schemes play an essential role. Having a system that allows experimental evaluation of their performance is key. In the case of wind energy, one possible control strategy is pitch regulation, which is used in variable pitch wind turbine systems. This paper presents the results of the design and construction of a testing bench for carrying out the experimental evaluation of control strategies for pitch regulated small wind turbines. Rotor operation and pitch regulation were ascertained through wind tunnel testing. Rotors start moving with winds of 3.5 m/s. PI and fuzzy controllers were implemented and tested.

Translated title of the contribution	Experimental testing bench for variable pitch wind turbines control strategies
Original language	Spanish
Pages (from-to)	8-17
Number of pages	10
Journal	Ingeniare
Volume	29
Issue number	1
DOIs	https://doi.org/10.4067/S0718-33052021000100008
State	Published - 1 Mar 2021
Externally published	Yes

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10.4067/S0718-33052021000100008License: CC BY

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@article{dc1eb4f54ef6408d9c51804687c3da50,

title = "Banco de pruebas experimental para esquemas de control por cambio del {\'a}ngulo de paso en aerogeneradores",

abstract = "El crecimiento a nivel mundial de la demanda energ{\'e}tica exige el dise{\~n}o y construcci{\'o}n de sistemas de generaci{\'o}n cada vez m{\'a}s eficientes. En esta labor los esquemas de control juegan un papel preponderante y contar con un sistema que permita evaluar de forma experimental su desempe{\~n}o se vuelve clave. En el caso de la energ{\'i}a e{\'o}lica uno de los medios de control es la variaci{\'o}n del {\'a}ngulo de ataque de las palas de los aerogeneradores. En este trabajo, se presentan los resultados del dise{\~n}o y construcci{\'o}n de un banco de pruebas para llevar a cabo la evaluaci{\'o}n experimental de esquemas de control por cambio del {\'a}ngulo en aerogeneradores de baja potencia. Mediante pruebas en un t{\'u}nel de viento se caracteriz{\'o} la operaci{\'o}n del rotor y el de cambio del {\'a}ngulo de paso. La velocidad del viento para que el rotor comience a operar fue de 3,5 m/s. Se implementaron y probaron dos controladores, uno PI y uno difuso.",

keywords = "Control algorithms, Rotor, Testing bench, Variable pitch, Wind turbines",

author = "L{\'o}pez, \{Miguel {\'A}.Hern{\'a}ndez\} and L{\'o}pez, \{Rosendo Rosales\} and Pimentel, \{J. Jes{\'u}s Arellano\} and Acevedo, \{Francisco Aguilar\} and Jaramillo, \{Aline Ram{\'i}rez\}",

year = "2021",

month = mar,

day = "1",

doi = "10.4067/S0718-33052021000100008",

language = "Espa{\~n}ol",

volume = "29",

pages = "8--17",

journal = "Ingeniare",

issn = "0718-3291",

publisher = "Universidad de Tarapaca",

number = "1",

}

TY - JOUR

T1 - Banco de pruebas experimental para esquemas de control por cambio del ángulo de paso en aerogeneradores

AU - López, Miguel Á.Hernández

AU - López, Rosendo Rosales

AU - Pimentel, J. Jesús Arellano

AU - Acevedo, Francisco Aguilar

AU - Jaramillo, Aline Ramírez

PY - 2021/3/1

Y1 - 2021/3/1

N2 - El crecimiento a nivel mundial de la demanda energética exige el diseño y construcción de sistemas de generación cada vez más eficientes. En esta labor los esquemas de control juegan un papel preponderante y contar con un sistema que permita evaluar de forma experimental su desempeño se vuelve clave. En el caso de la energía eólica uno de los medios de control es la variación del ángulo de ataque de las palas de los aerogeneradores. En este trabajo, se presentan los resultados del diseño y construcción de un banco de pruebas para llevar a cabo la evaluación experimental de esquemas de control por cambio del ángulo en aerogeneradores de baja potencia. Mediante pruebas en un túnel de viento se caracterizó la operación del rotor y el de cambio del ángulo de paso. La velocidad del viento para que el rotor comience a operar fue de 3,5 m/s. Se implementaron y probaron dos controladores, uno PI y uno difuso.

AB - El crecimiento a nivel mundial de la demanda energética exige el diseño y construcción de sistemas de generación cada vez más eficientes. En esta labor los esquemas de control juegan un papel preponderante y contar con un sistema que permita evaluar de forma experimental su desempeño se vuelve clave. En el caso de la energía eólica uno de los medios de control es la variación del ángulo de ataque de las palas de los aerogeneradores. En este trabajo, se presentan los resultados del diseño y construcción de un banco de pruebas para llevar a cabo la evaluación experimental de esquemas de control por cambio del ángulo en aerogeneradores de baja potencia. Mediante pruebas en un túnel de viento se caracterizó la operación del rotor y el de cambio del ángulo de paso. La velocidad del viento para que el rotor comience a operar fue de 3,5 m/s. Se implementaron y probaron dos controladores, uno PI y uno difuso.

KW - Control algorithms

KW - Rotor

KW - Testing bench

KW - Variable pitch

KW - Wind turbines

UR - https://www.scopus.com/pages/publications/85104959035

U2 - 10.4067/S0718-33052021000100008

DO - 10.4067/S0718-33052021000100008

M3 - Artículo

AN - SCOPUS:85104959035

SN - 0718-3291

VL - 29

SP - 8

EP - 17

JO - Ingeniare

JF - Ingeniare

IS - 1

ER -

Banco de pruebas experimental para esquemas de control por cambio del ángulo de paso en aerogeneradores

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