Loading...
Please wait, while we are loading the content...
Similar Documents
Simulación de un inversor trifásico conectado a red desde paneles fotovoltaicos y diseño de su control
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Pacheco, Candela González |
| Copyright Year | 2018 |
| Abstract | La creciente preocupacion por el medioambiente y la contaminacion ha generado una mentalidad que aboga por un desarrollo medio-ambiental sostenible, forzando la investigacion y la mejora de las energias renovables. La energia solar se puede considerar la base de las energias renovables ya que se considera al sor como el origen del resto de recursos utilizado para energias renovables. Aunque el desarrollo no haya sido enorme, la energia solar cada vez tiene mas peso en el mercado de la electricidad y supone el futuro junto el resto de energias renovables. Por ello, se encuentra en constante investigacion y evolucion para mejorar su eficiencia, pues actualmente ronda el 30%. Para el buen aprovechamiento de la energia procedente del Sol no es solo importante el panel fotovoltaico, sino que tambien lo son los elementos que le permiten conectarse a la Red. Uno de los elementos mas importante es el del inversor trifasico de potencia que transforma la corriente continua en corriente alterna. El desarrollo de los inversores ha ido de la mano de los materiales semiconductores, pues es la base de estos elementos. Un inversor trifasico consiste en seis transistores colocados en paralelo de dos en dos que genera tres tensiones con forma sinusoidal con valores de pico la mitad de la tension que se encuentra a la entrada del inversor. Existen diferentes tipos, pero el utilizado en este trabajo es el modulado por PWM. El control de este tipo de inversor consiste en mantener constante la tension de la entrada y que el PWM varie el ciclo de trabajo nos permite modular la onda de salida tanto su amplitud como su wt. Para el control se ha escogido un control basado en la transformacion DQ. Esta transformacion consiste en realizar en primer lugar una transformacion ab. Lo que hace esta primera transformacion es proyectar los vectores de tension e intensidad trifasicos sobre el plano ab mediante la siguiente matriz. La segunda transformacion consiste en, una vez que se esta en este plano y solo se manejan los vectores de dos dimensiones, crear unos ejes moviles que giren a la velocidad de la Red, a ????. Esta transformacion se realiza gracias a la siguiente matriz. Si se quiere pasar directamente de las tres dimensiones a DQ la matriz de transformacion seria la siguiente. Es por esto que la primera parte del control consiste en pasar la tensiones y corrientes a DQ y sincronizar la tension con el PLL. Esto se realiza para que la componente Vq sea igual a 0 y Vd a 1 constantemente. Entonces, para controlar la potencia que se aporta a la Red solo se tiene que controlar la variacion de la intensidad. Ademas, se pasara estas variables a pu. Los objetivos del control disenado son el de aportar la mayor potencia activa que se pueda a la Red y la potencia reactiva demandada por esta. El valor de la Q demandada sera introducido manualmente con un escalon. Como se ve en el cuadrante superior izquierdo de la figura lo primero que se hace es comparar la tension Vdc medida con la de referencia (V*dc=500V), asi se consigue el error, que se pasa a pu y llega a un PI cuyo objetivo es que este error se haga 0. Esto se consigue controlando la componente Id de la corriente, por lo que del PI se obtiene una intensidad de referencia (I*d). El proposito de este regulador es el de mantener constante la tension de entrada al inversor para poder aportar a la red la maxima potencia activa posible. Por otro lado, en el cuadrante inferior izquierdo lo que se hace es que se compara la potencia reactiva con la de referencia. La ??* seria la que nos demandara la red, en este caso el valor va a ser introducido por nosotros a traves de un escalon en t=0,25seg, para dar tiempo a que se estabilice la simulacion. El error obtenido se pasa a pu antes de llegar al PI cuya funcion es eliminar este error para que la potencia reactiva que se esta produciendo sea la requerida. De la salida del PI se obtiene la componente de referencia q de la corriente (I*q). Una vez que se tiene I*dq se llevan a los PI que se encargan el control en corriente que se encargan de ajustar la corriente a la necesaria para mantener constante ??AB y para dar la Q demandada. Para esto se genera unas tensiones de referencia (V*dq). Esto se suma al resto de tensiones segun las siguientes ecuaciones obteniendo la tension a la salida del inversor. Ahora, se introduce Vdq,inv junto con ???? en otro bloque que se explicara despues que nos da la tension de referencia (Uabc,ref) que se quiere que el PWM nos module la tension que se quiere que sea generada por el inversor. Como se ha visto en la explicacion, el control cuenta con tres PIDs. Los anchos de banda obtenidos de los reguladores han sido los siguiente. El del control de corriente es de 330Hz que supone que es mas 75% mas lento que el PWM. Los controles de Vdc y Q tienen que ser mas lentos que el anterior para que le pueda dar tiempo a regularse antes de cambiar de valor. El ancho de banda del control Vdc es de 76,6Hz y el de Q de 45,7Hz. Una vez que se ha terminado el diseno del control en Simulink se va a comprobar si se han alcanzado lo objetivos deseados. Como norma general se aprecia en todas las graficas una inestabilidad hasta t=0,1seg generada probablemente por la adaptacion del PLL al seguimiento de la frecuencia de la red. Para comprobar el buen funcionamiento del control de la tension de entrada se comprueba si el valor se mantiene en 500V. Como se ve la maxima desviacion que experimenta el control es de un 1%. El siguiente de los objetivos es el de aportar a la Red la mayor potencia activa que se pueda. La potencia activa se encuentra directamente relacionada con la irradiacion. A mayor irradiacion, mayor potencia activa y viceversa. Por lo tanto, se necesita que la potencia activa siga la misma forma que la de la irradiacion. Como se puede comprobar el control es bastante bueno ya que la forma de ambas graficas es practicamente la misma. Por ultimo, se comprueba si se es capaz de proporcionar a la Red la potencia reactiva que nos demanda. Se ha puesto un escalon con retraso como entrada para que la inestabilidad inicial que tiene el control nos afecte a la hora de analizar el funcionamiento de este control. Como se ve en la grafica posterior el seguimiento es excelente, el tiempo en estabilizarse en el nuevo valor es de 0,001seg y la desviacion maxima que se encuentra es de un 2%. Para un futuro, se podria disenar un control que no solo aportara la maxima potencia a la red, sino que proporcionara la demandada por esta. Por ejemplo, si la Red estuviera saturada que no se aportara nada de potencia. Sin embargo, a nivel global se podria decir que el diseno del control esta bien realizado y que cumple con los objetivos propuestos. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://oa.upm.es/50385/1/TFG_CANDELA_GONZALEZ_PACHECO.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
