Evaluación de sistemas de control primario de frecuencia en aerogeneradores - Camargo Camargo, Leonardo (Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería, 2025)
Dada la creciente demanda de las FNCER(fuentes no convencionales de energía renovables) en el contexto nacional, es necesario realizar estudios para ver el comportamiento y efectos que pueden tener estas fuentes de energía en un sistema de potencia.

Due to the growing demand for the non-conventional sources of renewable energy in the national context, it is necessary to carry out studies to evaluate the performance and effects that these energy sources can have in a power system.
Contenido Agradecimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I Resumen III Abstract IV Contenido IV Lista de figuras VIII Lista de tablas IX 1. Introducción 1 1.1. Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1. Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.2. Descripción del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.3. Pregunta de investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2.2. Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3. Estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3.1. Control primario de frecuencia a través de sistemas de almacenamiento de energía: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3.2. Control de respuesta inercial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3.3. Control por derrateo 10 2. Marco teórico 13 2.1. Curvas de potencia de aerogenerador 13 2.2. Control de frecuencia y de potencia 14 2.2.1. Control primario de frecuencia 14 2.2.2. Control secundario de frecuencia 15 2.2.3. Control terciario de frecuencia 15 2.3. Integración de los sistemas de control primario de frecuencia en aerogeneradores 15 2.3.1. Efectos de la integración de los parques eólicos a una red eléctrica 15 IV CONTENIDO V 2.3.2. Control completo del parque eólico 16 2.4. Introducción al software de modelado FAST 18 2.4.1. Sistemas de coordenadas en FAST 19 2.4.2. Modos de operación del programa FAST 20 2.4.3. Explicación en detalle del modelo periódico linealizado 20 2.4.4. Identificación de zonas de operación para turbinas de velocidad variable 23 2.5. Modelos de generadores implementados en software de simulación 25 2.5.1. Modelo de generador tipo 1-WECC 25 2.5.2. Modelo de generador tipo 2-WECC 25 2.5.3. Modelo de generador tipo 3-WECC 26 2.5.4. Modelo de generador tipo 4-WECC 27 2.5.5. Modelo de un generador doblemente alimentado en DIgSILENT 28 3. Metodología 30 3.1. Diseño y simulación en DigSILENT de controladores para aerogenerador 31 3.1.1. Cambios generales 31 3.1.2. Diseño de controlador tipo pitch 36 3.1.3. Diseño de controlador de inercia oculta 37 3.1.4. Diseño de controlador tipo droop 38 4. Casos de estudio 40 4.1. Cálculos y prueba al sistema de control tipo pitch 40 4.1.1. Obtención de función de transferencia en software de simulación FAST 40 4.1.2. Diseño de controlador pitch-tipo PI 46 4.1.3. Modelación del control PI en DIgSILENT 50 4.1.4. Prueba del sistema de control pitch tipo PI simulando una red de media tensión 51 4.2. Cálculos y prueba al sistema de control de inercia oculta 53 4.2.1. Obtención de la constante de inercia ”H”de forma teórica 54 4.2.2. Modelación del control de inercia oculta en DIgSILENT 54 4.2.3. Prueba del sistema de control de inercia oculta simulando una red de media tensión 54 4.3. Cálculos y prueba del sistema de control tipo droop 56 4.3.1. Modelación del control droop en DIgSILENT 57 4.3.2. Prueba del sistema de control tipo droop simulando una red de media tensión 58 4.4. Análisis de resultados 59 4.5. Evaluación de los resultados obtenidos de acuerdo a otro tipo de publicaciones 60 5. Conclusiones 62 5.1. Conclusiones generales 62 5.2. Aportes 63 5.3. Trabajos futuros 64 Referencias 65 Bibliografía 65
Keywords: Sistemas de energía eléctrica - Control; Electric power system - Control; Electrónica de potencia; Power electronics; Energía eólica; Wind power; Recursos energéticos renovables; Renewable energy sources; Sistemas de potencia; Aerogeneradores; Generación eólica; Control primario de frecuencia; Control droop; Control pitch; Control de inercia oculta; Power systems; Wind turbine generator; Wind power; Pimary frecuency control; Droop control; Pitch control; Hidden inertia control