Control de convertidores trifasicos de frente activo: aplicacion a sistemas de generacion eolica

Abstract

En esta tesis se proponen nuevas estrategias de control pasa convertidores de frenteactivo usados en diferentes aplicaciones. Estas aplicaciones son: la interconexión entresistemas de generación basados en fuentes de energía renovable y la red eléctrica, ensistemas conectados a la red; la alimentación de cargas en sistemas de generaciónaislados; y filtros activos de potencia shunt utilizados para compensar las corrientesarmónicas consumidas por una carga no lineal El diseño de las estrategias propuestas se realiza usando una metodología basadaen pasividad, conocida como asignación de interconexión y amortiguamiento. Estemétodo de diseño, generalmente aplicado a sistemas no lineales, premite solucionarel problema de tratar con sistemas que tienen mayor número de variables a contro-lar que acciones de control, y presenta características ventajosas en lo referido a ladeterminación de las condiciones de estabilidad del sistema Para el sistema conectado a la red, el objetivo de control para el convertidorde frente activo consiste en inyectar toda la potencia generada a la red y controlarla potencia reactiva a intercambiar con el sistema de potencia, asegurando que lacorriente inyectada cumpla con lo establecido en las normas. Para este sistema sepresenta también una extensión dinámica añadiendo un controlador adicional conacción integral que permite eliminar el error en estado estable presente en las variablesdel sistema cuando existe variación de parámetros El objetivo de control para el convertidor de frente activo utilizado en un sistemaaislado, consiste en mantener la tensión de salida del convertidor con amplitud yfrecuencia constante, independientemente del tipo de carga que se alimente En el caso del filtro activo de potencia shunt, el objetivo de control es inyectar, enel sistema de potencia, la corriente de compensación necesaria para lograr que la redeléctrica entregue una corriente sinusoidal pura y balanceada, independientementede la distorsión presente en la tensión de red. En esta aplicación se utiliza unametodología de diseño basada en asignación de interconexión y amortiguamiento quepermite realizar un control de seguimiento de trayectoria, debido a que las corrientesde compensación de referencia son variables y dependientes del desempeño de la cargay de las características de la red. Las referencias de las corrientes de compensaciónse obtienen mediante el uso de la Teoría de la Potencia Activa-Reactiva Instantánea El desempeño de las estrategias de control propuestas son validadas medianteresultados de simulación y experimentales.