Neste trabalho foi apresentada a atual situação e a perspectiva de crescimento da potência eólica instalada no mundo e no Brasil. Diante deste fato, realizou–se uma descrição das principais tecnologias utilizadas nas turbinas eólicas de velocidade variável dentre as comercialmente disponíveis na atualidade, optando–se pelas que utilizam o Gerador de Indução Duplamente Alimentado (DFIG ou DFIG-Doubly Fed Induction Generator) com dois conversores fonte de tensão “back-to-back”, que vem se tornando uma opção padrão para aplicações em altas potências devido o seu princípio de funcionamento. A principal vantagem do DFIG em relação às tecnologias que utilizam o conversor pleno, é o custo reduzido da eletrônica de potência que fica na ordem de 30% da potência nominal da turbina. Como maior limitação destaca–se a conexão direta do estator com a rede elétrica, que acopla os distúrbios da rede elétrica com as dinâmicas do gerador.
A modelagem matemática do gerador de indução foi apresentada através dos procedimentos clássicos adotando–se a representação matricial dos sistemas nos quais ocorre a conversão eletromecânica de energia. Para o controle dos conversores foi utilizada a teoria do Controle Orientado pelo Campo de modo que a máquina se comporte como se fosse uma máquina de corrente contínua.
O controle do DFIG é realizado tradicionalmente por controladores PIs, cujos ganhos são ajustáveis por tentativa e erro, Zeiglar-Nicholas ou alocação de polos. O ajuste por tentativa e erro não é uma tarefa trivial, e necessita do conhecimento do comportamento dinâmico do sistema eólico, além disso, os ganhos e constantes de tempo devem ser reajustados para diferentes condições de operação.
A estratégia de controle por LMI apresentou ótimo desempenho, ótima robustez e um sistema de controle simples a ser implementado, mesmo quando há variações dos parâmetros da planta.
O controle apresentou uma estratégia de controle de alto desempenho para melhorar o comportamento dinâmico do DFIG, possibilitando minimizar os efeitos das perturbações no sistema. Dentre os controladores analizados o controlador foi o que apresentou um melhor desempenho considerando os critérios analizados.
As metodologias propostas asseguraram a robustez e o bom desempenho em relação à rejeição do erro de rastreamento (erro entre a referência e a saída), foi possível observar o desempenho dessas estratégias quando introduzidas incertezas na planta do modelo linearizado.
Os resultados das simulações foram apresentados para validar e demonstrar o bom desempenho e robustez dos controladores LMI e no controle de sistemas SISO e MIMO, e para dar suporte à análise teórica apresentada. A comparação com os resultados obtidos através dos controladores clássicos, justificam o porquê de os controladores PIs serem amplamente utilizados: simplicidade matemática e de implementação, em troca de uma leve redução na robustez do sistema.
O desenvolvimento desta proposta apresentou soluções originais para o projeto de controladores robustos aplicados no controle de uma planta eólica, de tal forma que se acredita que a referida proposta seja uma solução ímpar na melhoria da estabilidade dinâmica e transitória do DFIG integrado à rede elétrica e no controle de sistemas multivariáveis.
Como sugestões para trabalhos futuros, destaca-se a necessidade da implementação dos controladores em um sistema físico laboratorial para observar o real desempenho das estratégias de controle robusto apresentadas.
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