Control avanzado de convertidores de electrónica de potencia

Abstract

Hoy en día las fuentes de generación renovables se conectan a la red a través de convertidores de electrónica de potencia, a diferencia de las fuentes de generación tradicionales que consisten en máquinas síncronas conectadas directamente a la red. Debido al aumento de la generación de energías renovables se ha incrementado el número de convertidores conectados a la red. Esto ha obligado a desarrollar estrategias de control para seguir referencias de corriente y también para dar apoyo a la red manteniendo unos valores de tensión y de frecuencia adecuados cuando se conectan cargas a dicha red. El control más habitual para dar apoyo a la red es el control droop, que inyecta valores de potencia activa y reactiva de forma proporcional a la variación de la frecuencia y tensión de red, respectivamente. En este TFG se abordan dos estrategias de control para dar apoyo de frecuencia a la red, el control droop y el contol df/dt. Para ello se diseña en primer lugar un control de corriente, y un modelo de red que sirva para tener en cuenta las imperfecciones de la red. También se diseña un sistema de bloqueo de fase que sirve para poder realimentar las variables medidas en la red al control. Los desarrollos teóricos se verifican utilizando Matlab y Simulink. Finalmente se analizan los resultados obtenidos y se elaboran unas conclusiones.

Nowadays, renewable energy sources are connected to the grid through power electronics converters, unlike traditional generation sources that consist of synchronous machines directly connected to the grid. Due to the increase in the generation of renewable energies the number of converters connected to the grid has increased. Therefore control strategies have been developed to follow current references and also to support the grid maintaining voltaje and frequency values suitable when loads are connected to the grid. The most common control to support the grid is the droop, which injects values of active and reactive power proportionally to the variation of the frecuency and voltage of the grid, respectively. In this TFG two control strategies are approached to give frequency support to the grid, the droop control and the df/dt control. For this, a current control is designed, and a grid model is used to take into account the imperfections of the grid. A phase locked loop is also designed to feed back the variables measured in the grid to the control. The theorical developments are verified using Matlab and Simulink. Finally, the results obtained are analyzed and conclusión are drawn.