Energy capture maximization on variablespeed wind turbines through generalized proportional integral control

Authors

  • Horacio Andres Coral Enriquez Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Facultad de Ingenieria, Universidad Nacional de Colombia
  • John Alexander Cortés Romero Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Colombia
  • Germán Andrés Ramos Fuentes Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Colombia

DOI:

https://doi.org/10.14482/inde.32.1.5166

Abstract

This paper proposes an alternative linear control technique to maximize the energy capture in a horizontal-axis wind turbine. The proposed strategy is based on Generalized Proportional Integral (GPI) controllers supported by the active disturbance rejection approach, which allows asymptotic tracking of a rotor speed reference trajectory without exact wind turbine model knowledge. The proposed methodology controls the tip-speed ratio, via the rotor angular speed, to an optimum point at which power coef?cient is maximum. Several simulations are performed on a 4.8MW wind turbine benchmark model in order to validate the proposed control strategy and to compare it to a classical controller. The simulation results show that the proposed control strategies are effective in terms of power capture and robustness.

Author Biographies

Horacio Andres Coral Enriquez, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Facultad de Ingenieria, Universidad Nacional de Colombia

H. Coral-Enriquez, Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, Colombia. Ingeniero en Automática Industrial egresado de la Universidad del Cauca, Magíster en Ingeniería énfasis en Automática egresado de la Universidad del Valle, Estudiante de Doctorado en Ingeniería Mecánica y Mecatrónica de la Universidad Nacional de Colombia. Las áreas de especialidad incluyen teoría de control, control de sistemas electromecánicos, control de vibraciones.

John Alexander Cortés Romero, Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Colombia

Ingeniero Electricista egresado de la Universidad Nacional de Colombia, Magíster en Matemáticas y en Automatización Industrial egresado de la Universidad Nacional de Colombia, Doctor en Ciencias egresado del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional de México. Entre las áreas de especialidad se incluye el control de sistemas electromecánicos, teoría de control, control de procesos electrónicos.

Germán Andrés Ramos Fuentes, Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Colombia

Ingeniero Electricista egresado de la Universidad Nacional de Colombia, Magíster en Automatización Industrial egresado de la Universidad Nacional de Colombia, Doctor en Ciencias egresado de la Universitat Politècnica de Catalunya (España). Entre las áreas de especialidad se incluye el control de sistemas electromecánicos, teoría de control, control repetitivo.

Published

2014-04-15

How to Cite

[1]
H. A. Coral Enriquez, J. A. Cortés Romero, and G. A. Ramos Fuentes, “Energy capture maximization on variablespeed wind turbines through generalized proportional integral control”, Ing. y Des., vol. 32, no. 1, pp. 41–63, Apr. 2014.