Controladores no lineales para el convertidor fuente de tensión

Abstract

Este trabajo está dividido en dos partes. En la primera se presentan y proponen observadores y estimadores para señales sinusoidales de frecuencia desconocida pensados para aplicaciones de sincronización con la red eléctrica. En la segunda se presentan y proponen controladores de corriente para el Convertidor Fuente de Tensión (Voltage Source Con- verter ) (VSC), capaces de inyectar una corriente sinusoidal con bajo nivel de distorsión en fase con la componente fundamental de la tensión de la red, los cuales cuentan con adaptacion en frecuencia y pueden prescindir del sensor de tensión de red. Todos los esquemas son analizados desde un punto de vista teórico y las conclusiones obtenidas de este análisis son validadas mediante simulaciones, y en algu-nos casos mediante resultados experimentales. Los algoritmos implementados experimentalmente son optimizados para lograr buena performance con un bajo costo computacional, lo que permite su implementación en procesadores de bajo costo. La obtención de estos resultados experimentales fue posible gracias al diseño y construcción de un prototipo industrial de Sistema de Generación Distribuida de Potencia (Distributed Power Generation System) (DPGS), el cual se muestra también en este trabajo.

This work is divided in two parts. Part I analyzes and proposes estimators and observers of sinusoidal signals with an unknown frequency for the purpose of synchronizing DPGS to the power grid. Part II analyzes and proposes current controllers for the VSC capable of injecting low distortion sinusoidal currents in phase with the fundamental component of the grid voltage. Some of these are frequency adaptive and can be made grid voltage sensorless. All the schemes are analyzed from a theoreti-cal viewpoint and the conclusions drawn from these analysis are validated through simulations, and in some cases through experimental results. The experi-mentally implemented algorithms are optimized to achieve a good performance with low computational burden, which makes them suitable for implementation in low cost pro-cessors. The obtention of these experimental results was possible thanks to the design and construction of a DPGS industrial prototype, which is also shown in this work.