Intelligent control for improving the efficiency of a hybrid semi-submersible platform with wind turbine and wave energy converters: fuzzy control system for the wind turbine

[EN] The use of sea wind energy is limited by the limited viable spaces on the onshore or in shallow waters. This makes the use of offshore semi-submersible platforms to be an attractive option, which additionally enables to incorporate other elements as wave converters. However, the interactions between wave converters and wind turbine increase the complexity of the system, and the traditional control techniques do not allow to integrate in an easy way those interactions, thus limiting the efficiency of energy extraction. The use of intelligent control techniques –in particular, fuzzy control– allows to take full account of the said interactions and to improve energy extraction efficiency, although simulation models and systems including those effects are required. This paper presents the development of a fuzzy-logic based control system, scalable to consider the effects due to wave converters due to an in-house developed simulation model, for the control of a wind turbine installed on a semi-submersible platform.
[ES] El aprovechamiento de la energía eólica marina está limitado por la saturación de los emplazamientos viables en tierra o aguas poco profundas. Esto hace que el empleo de plataformas semisumergibles mar adentro sea una opción atractiva, que además permite incorporar otros elementos como convertidores de oleaje. Sin embargo, las interacciones entre convertidores de olas y aerogeneradores aumentan la complejidad del sistema, y las técnicas de control convencional no permiten considerar fácilmente estas interacciones, limitando el aprovechamiento de la energía primaria. El uso de técnicas de control inteligente, en particular control borroso, permite considerar estas interacciones y mejorar este aprovechamiento, si bien es necesario contar con modelos y sistemas de simulación que incluyan estos efectos. Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema de control basado en lógica borrosa, escalable para considerar los efectos del control de convertidores de oleaje; para el control de un aerogenerador instalado en una plataforma semisumergible OC4.
Este trabajo ha sido realizado parcialmente gracias al apoyo del Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España, a través del proyecto ORPHEO (RTC-2016-5712-3) del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016, Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación orientada a los Retos de la Sociedad, y de la Unión Europea a través del proyecto WIP10+ de la convocatoria ERA-NET DEMOWIND, de CDTI (España) y BEISS (Reino Unido), a través del programa de investigación e innovación H2020. Asimismo, los autores desean agradece a D. Miguel Martín Guzmán su colaboración en este trabajo.