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Desarrollo de un simulador de sistemas fotovoltaicos con conexión a la red usando la técnica de hardware-in-the-loop

Resumen

La industria de la energía solar fotovoltaica (PV, por sus siglas en inglés) ha experimentado un rápido crecimiento en los últimos años. A pesar de los avances en su desarrollo, aún se presentan desafíos por abordar en las áreas de acondicionamiento de la potencia y control de sistemas PV con conexión a la red. En este campo es fundamental el estudio del comportamiento de los sistemas PV bajo diferentes condiciones operativas, así como el desarrollo de nuevas estrategias de control que permitan mejorar su operación y desempeño, y posibiliten la integración de servicios auxiliares en busca de mitigar problemas de estabilidad, confiabilidad, y calidad de la energía en los sistemas de distribución. Hardware-In-the-Loop (HIL) es una técnica de simulación en tiempo real que permite integrar dispositivos reales bajo prueba al sistema simulado cuyo modelo es ejecutado en una plataforma de simulación digital. Permite una representación muy cercana de los sistemas reales a través de la emulación de su funcionamiento. La técnica HIL ha cobrado protagonismo en los últimos años para el estudio y desarrollo de sistemas de control, monitorización, y protección de infraestructuras, pues permite probar múltiples escenarios sin el costo de requerir implementaciones físicas de todo el sistema en evaluación. Para abordar los puntos anteriores, este trabajo presenta el diseño y la implementación de un simulador de sistemas PV con conexión a la red empleando la técnica HIL. Este simulador permite estudiar escenarios operativos, evaluando esquemas de control con fines prácticos, experimentales e investigativos, apoyando a su vez la formación de estudiantes de pregrado y posgrado del área de ingeniería eléctrica e ingeniería electrónica de la Universidad Industrial de Santander (UIS).