Emulación del control de pitch en aerogeneradores marinos mediante aprendizaje supervisado

Resumen

Los aerogeneradores que operan por encima de la velocidad nominal requieren un control del ángulo de las palas (pitch) colectivo (CPC) que en el simulador de referencia OpenFAST se implementa como un controlador proporcional-integral PI con ganancia programada, eficaz pero no fácil de desplegar como módulo independiente. Este artículo presenta un sustituto ligero basado en una red de funciones de base radial (RBF) con ventana deslizante temporal para emular el CPC de OpenFAST. Se extraen características estadísticas multiescala —valor actual, media, pendiente, integral y desviación estándar— del error de velocidad del generador, así como error de potencia, velocidad del viento e historial del ángulo de pitch, formando un vector de 14 dimensiones. La red RBF con 500 centros gaussianos predice la siguiente consigna de pitch. Se ha validado con un conjunto de prueba independiente, DLC1.1, logrando un error RMSE de 0.475° y un R² de 0.9926. Las pruebas en lazo cerrado bajo viento turbulento (media 22 m/s, 600 s) muestran un seguimiento preciso con una desviación insignificante (<0.5%) y sin retraso de fase. Las pruebas en casos de carga que no se han usado para el entrenamiento (DLC1.3, DLC1.6) arrojan un valor de R² > 0.97, confirmando una generalización robusta.