Power Measurements in Switched Power Electronic Systems

Abstract

Existe un creciente aumento de ondas no senoidales en los sistemas eléctricos de potencia. Esto se debe a la profixsa utilización de convertidores y dispositivos electrónicos de potencia, que al no ser lineales introducen distorsión en las ondas de tensión y corriente. Los sistemas eléctricos de potencia en el futuro, tenderán a generar potencia senoidal, penalizando a los usuarios que contaminen la red con armónicos. Ahora se penaliza cuando el factor de potencia es menor que unos valores prefijados. En el firturo, probablemente se p«ializará también por cómo se contamine la red con armónicos En las situaciones senoidales se definieron unas cantidades de potencia que han sido intemacionalmente reconocidas por la comunidad científica. Las defiráciones de potencias activa, reactiva y aparente gozan (para ondas senoidales) de una clara interpretación fisica. A su vez, ^ s t e un gran variedad de dispositivos que permiten medir estas cantidades con precisión. Actualmente, toda la gestión de los sistemas eléctricos de potencia y flujo de cargas, está basada en la optimización conforme a las potencias activa y reactiva. En situaciones no senoidales, se hace absolutamente necesario también tener un criterio de medida de potencia. Aunque las potencias activa y aparente son todavía válidas, necesitamos encontrar una nueva interpretación para la potencia reactiva. Desafortunadamente no existe un consenso en la definición de estas cantidades de potencia, por lo que en este proyecto se asume una de ellas El proyecto pretende crear una herramienta para el estudio de esta particular definición de las cantidades de potencia. Se Parte de un número de muestras que sea una potencia de dos, para las ondas de tensión e intensidad. Se calcula la transformada rápida de Fourier y se obtienen los espectros en el dominio de la fi’ecuencia de ambas ondas. Se reconstruyen las ondas sumando hasta un número de armónicos, visualizándose a voluntad del usuario. Se pueden visualizar gráficamente los espectros de tensión, corriente y potencia así como las ondas temporales. Se dan una serie de medidas típicas tales como valores medios (DC), eficaces, THD (distorsión total de armónicos) de las ondas. También se evalúan medidas de potencia acordes con otras definiciones para facilitar la comparación. Finalmente se pueden ver todas las cantidades de potencia según esta nueva definición. La idea es crear un entorno gráfico que permita una visualización flexible, cómoda y rápida en el dominio del tiempo y la fi'ecuencia. Esto permite una comparación de las formas de onda reales, con las que nos da el ordenador. Si comparamos además las medidas típicas reales (que son muy fáciles de medir) con las dadas en el ordenador, podemos saber hasta qué punto nos acercamos a las formas de tensión y corriente que estamos midiendo. Cuando nos acercamos suficientemente, podemos ver e interpretar las cantidades de potencia. Las acciones futuras que se aconsejan para este proyecto, son el estudio de esta particular definición de la potencia. Buscar interpretación^ fisicas de estas m^nitudes. Estudiar formas de compensación del factor de potencia para maximizar la transferencia de energía, puesto que ya no es válido compensar con baterías de condensadores en parcelo a cargas inductivas.