Controlador de pitch híbrido optimizado con algoritmo genético para aerogeneradores flotantes

Abstract

[Resumen] El control de las turbinas eólicas flotantes (Floating Offshore Wind Turbine, FOWT) es complejo debido al tamaño de estas turbinas, las fuertes cargas a las que están sometidas, y su dinámica fuertemente no lineal. Además, la acción de control de la turbina puede influir en la estabilidad del dispositivo flotante. En este trabajo se diseña un controlador híbrido inteligente para el control del ángulo de cabeceo de las palas de un aerogenerador flotante. El objetivo del control es reducir la vibración del dispositivo flotante sin comprometer la potencia de salida. En concreto, se desarrolla un controlador borroso inteligente y una implementación difusa de la relación velocidad del viento-ángulo de cabeceo. Esta estrategia inteligente de control es validada con la referencia proporcionada por el software de simulación de aerogeneradores FAST, que implementa un controlador PI de ganancia programada. Además, se analizan los efectos de estas diferentes estrategias de control sobre las vibraciones en la estructura.

[Abstract] The control of floating wind turbines (FOWT) is complex due to the size of these turbines, the heavy loads they are subjected to and their strongly nonlinear dynamics. Moreover, the control action of the turbine can influence the stability of the floating device. In this work, an intelligent hybrid controller is designed for pitch control of a floating wind turbine. The objective of the control is to reduce the vibration of the floating device without compromising the power output. Specifically, an intelligent fuzzy controller and a fuzzy implementation of the wind speed-pitch angle relationship are developed. The same is validated with the reference provided by the wind turbine simulation software FAST. In addition, the effects of these different control strategies on the vibrations of the structure are analyzed.