Los estudios de control existentes sobre turbinas eólicas de eje vertical se han centrado principalmente en el control de velocidad variable y paso variable de manera aislada, limitando la capacidad de los enfoques de control actuales para adaptarse al cambio en los objetivos operativos de la captura de energía a la regulación de potencia bajo un flujo de entrada inestable. Este estudio desarrolla un marco de control coordinado de velocidad variable y paso variable global para turbinas eólicas de eje vertical. El marco se basa en trayectorias de paso optimizadas fuera de línea y se implementa a través de una arquitectura de control jerárquico. El comando de paso programado proporciona la salida base, mientras que un término de compensación de paso de retroalimentación de potencia se superpone para mejorar su efectividad bajo un flujo inestable. Los resultados muestran que, por debajo de la velocidad del viento nominal, el marco propuesto mejora el rendimiento aerodinámico al remodelar la circulación vinculada en una distribución más equilibrada de viento en contra/viento a favor. Cerca de la velocidad del viento nominal, mitiga las transiciones de cambio de modo. Por encima de la velocidad del viento nominal, la compensación de paso mejora la calidad de la potencia modulando la evolución de la circulación vinculada de las palas, lo que lleva a reducciones sustanciales en las fluctuaciones de potencia y par aerodinámico, al tiempo que también reduce la gravedad de la sobrecarga y acorta la duración de la sobrecarga continua. Estas mejoras en el rendimiento se logran sin aumentar la tasa máxima de paso o la aceleración del paso. En general, este estudio establece un marco de control coordinado unificado e interpretable físicamente para turbinas eólicas de eje vertical en todo el rango operativo completo. • Propone un marco de control coordinado de velocidad variable y paso variable global. • Introduce un enfoque de compensación de paso de retroalimentación de potencia bajo flujo inestable. • Mejora la regulación de potencia nominal y reduce las fluctuaciones de potencia y par aerodinámico. • Mejora la regulación sin aumentar la tasa máxima de paso o la aceleración del paso.
He et al. (Wed,) estudiaron esta cuestión.