Optimización mediante algoritmos genéticos de un controlador Fuzzy PI para el control de pitch de una turbina eólica de 15 MW

Resumen

La operación de aerogeneradores offshore de gran potencia exige estrategias de control capaces de mantener la regulación de potencia y, simultáneamente, reducir las cargas mecánicas que afectan la vida útil de la turbina. En este contexto, se propone un controlador Fuzzy PI optimizado mediante algoritmos genéticos para la regulación de pitch de la turbina eólica de referencia IEA 15 MW operando en Región 3. La evaluación se realiza mediante simulaciones aeroelásticas desarrolladas en OpenFAST y MATLAB/Simulink, utilizando como referencia el controlador PI baseline y los índices de desempeño definidos en el desafío IEA Wind Task 37. El algoritmo genético se emplea para optimizar las funciones de pertenencia asociadas al error de velocidad del generador y a su derivada, con el objetivo de mejorar el compromiso entre regulación y mitigación de cargas estructurales. Los resultados muestran que el controlador propuesto alcanza una reducción del índice global de desempeño respecto al controlador de referencia, manteniendo una regulación de potencia y velocidad comparable. Asimismo, la estrategia difusa genera una acción de pitch más suave, contribuyendo a disminuir el esfuerzo de actuación y las cargas mecánicas sobre la turbina.