Implementación de un sistema de control de potencia activa y reactiva para un inversor fotovoltaico multinivel seguidor de red
DOI:
https://doi.org/10.26507/paper.4455Palabras clave:
inversor trifásico, sistemas fotovoltaicos, sistema de controlResumen
Los sistemas de conversión de la energía eléctrica empleados en las plantas solares fotovoltaicas han venido en constante avance en las últimas décadas, buscando mejorar la eficiencia y calidad del suministro de la energía, así como garantizar la confiabilidad y estabilidad del sistema de potencia. Entre los avances destacan las topologías de conversión multinivel las cuales presentan múltiples beneficios respecto a las topologías tradicionales, como la reducción de la distorsión armónica en las señales de tensión y corriente, y una mayor eficiencia energética en aplicaciones de media y alta potencia. Asimismo, el desarrollo de estrategias de control y gestión energética es un factor clave para el adelanto de estos sistemas de acondicionamiento de la energía. Estas estrategias permiten la inclusión de nuevas funcionalidades y capacidades operativas a las plantas fotovoltaicas, contribuyendo así a dar respuesta a los desafíos que enfrentan los sistemas modernos de potencia ante la creciente integración de recursos energéticos distribuidos y la implementación de tecnologías emergentes.
En este contexto, este trabajo presenta el diseño y la implementación de un sistema de control de potencia para un inversor trifásico multinivel en topología de puentes H en cascada (CHB por las siglas en inglés de cascaded H-bridge). El sistema de control diseñado permite regular la potencia activa y reactiva entregada por el sistema fotovoltaico a la red, mediante una estrategia de generación de corriente de referencia implementada en los ejes coordenados abc, sin requerir de transformaciones entre marcos de referencia adicionales. La regulación de la corriente inyectada se realiza mediante controladores proporcionales resonantes y la técnica de modulación por ancho de pulso por desplazamiento de nivel adecuada para la topología multinivel considerada.
El desempeño del sistema de control fue evaluado experimentalmente en un prototipo de inversor CHB de tres niveles del Grupo de Investigación en Sistemas de Energía Eléctrica (GISEL) de la Universidad Industrial de Santander (UIS). Los resultados experimentales confirmaron el correcto funcionamiento de los sistemas de control diseñados, lo que se evidenció en el seguimiento preciso de las corrientes de referencia y en los desfases entre las corrientes inyectadas y las tensiones en el punto de acoplamiento común, de acuerdo con el factor de potencia establecido en cada prueba. Este documento presenta los resultados del trabajo final de pregrado en Ingeniería Eléctrica de la UIS titulado “Sistema de control de potencia para un inversor fotovoltaico multinivel en topología de puentes H en cascada”.
Citas
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