Producción de H2 Basada en GDR y Asistida por Red Débil: Topología, Operación y Control del Sistema

Abstract

La Generación Distribuida Renovable (GDR), como producción de energía eléctrica en proximidades de la carga, resulta particularmente beneficiosa cuando la red de distribución es débil frente a demandas puntuales, como sucede en los sistemas de producción de hidrógeno conectados a redes de electrificación rural. En este ámbito, el recurso eólico puede ser adecuado para este tipo de generación. En el trabajo se propone la topología y la estrategia de operación y control para una estación de producción de hidrógeno, asistida por una red débil de CA y alimentada por un aerogenerador de velocidad variable, basado en una máquina de inducción trifásica de doble estator. La conversión eólica es optimizada mediante un adecuado control del generador; la corriente del electrolizador es regulada para el máximo aprovechamiento de la potencia generada; las fluctuaciones rápidas de potencia, por turbulencias, son compensadas mediante un sistema controlado de almacenamiento de energía con volante de inercia. Se presenta la configuración del sistema, su modo de operación y control,y la validación por simulación.

Renewable Distributed Generation (RDG), as a production of electrical power near to the load, is particularly beneficial when the grid is “weak” compared to specific demands, as in the case of hydrogen production systems connected to rural electrification networks. In this situation, the wind resource may be suitable for this type of generation. This paper proposes the topology, operation strategy and control for a hydrogen production station, “assisted” by a weak AC network and “fed” by a variable speed wind turbine based on a three-phase induction machine with double stator. The wind energy conversion is optimized by proper control of the generator, the electrolyser current is regulated to take maximum advantage of the generated power, the rapid fluctuations in power, due to turbulences, are compensated by a controlled energy storage system with flywheel. System configuration, mode of operation and control, and validation by simulation are presented.