Nueva estrategia de control para la reducción de oscilaciones en turbinas eólicas flotantes

Abstract

[Resumen] En este trabajo se ha propuesto una nueva estrategia de control para mejorar la estabilidad de turbinas eólicas flotantes (FWT). Al objeto de estudiar la reducción de oscilaciones no deseadas en el sistema, y en particular en los movimientos de cabeceo de la plataforma y de proa-popa de la nacelle, se ha considerado una plataforma tipo barcaza de forma cuadrada y equipada con cuatro columnas de agua oscilantes (OWC) colocadas de manera simétrica. De esta forma, las válvulas de control de flujo de aire de las cámaras de captura permiten operar las citadas columnas de aire para controlar los movimientos de la barcaza causados por la dinámica oscilatoria de la ola incidente. Para ello, se ha efectuado un análisis de los operadores de amplitud de respuesta (RAO) que permite implementar una nueva estrategia de control de conmutación para regular adecuadamente la transición apertura/cierre de las válvulas de control de flujo. Los resultados obtenidos muestran que la topología de plataforma híbrida propuesta, dotada de sistemas controlados OWC, presenta un mejor rendimiento que una plataforma análoga tradicional.

[Abstract] In this work, a new control strategy has been proposed to improve the stability of floating wind turbines (FWT). In order to study the reduction of undesired oscillations in the system, and in particular in the platform pitch and fore-aft nacelle movements. A square-shaped barge-type platform has been considered and equipped with four symmetrically located Oscillating Water Columns (OWCs). In this way, the air flow control valves of the capture chambers allow the aforementioned air columns to be operated so that to control the movements of the barge caused by the oscillatory dynamics of the incident wave. To do so, an analysis of the response amplitude operators (RAO) has been carried out, which in turn allows the implementation of a new switching control strategy to properly regulate the transition of the flow control valves. The results obtained show that the proposed hybrid platform topology, equipped with OWC controlled systems, presents better performance than a traditional analog platform.