Modelado y simulación en tiempo real de un compensador estático de potencia para sistemas de distribución

Abstract

Este trabajo de investigación está motivado por la necesidad de compensar los diferentes tipos de perturbaciones que afectan la calidad de la energía eléctrica en los sistemas de distribución. Entre las soluciones empleadas para este propósito, se encuentran los compensadores estáticos de potencia para sistemas de distribución (DSTATCOM, del inglés Distribution Static Compensator). Por un lado, la investigación permitió revisar las diferentes estrategias de control y topologías que se encuentran actualmente para los DSTATCOM. Por medio de simulaciones, se analizó el funcionamiento de algunas de las estrategias de control para los casos de corrección del factor de potencia, mitigación de armónicos y desequilibrios en las corrientes demandadas por la carga. Por otro lado, uno de los aspectos más relevante de esta tesis es el desarrollo de un simulador en tiempo real de un DSTATCOM, el cual permite validar la viabilidad de la implementación de las estrategias de control en un compensador real y verificar el funcionamiento de estas estrategias antes de realizar la implementación física del compensador, entre otras. Para el desarrollo de este simulador, se determinaron los modelos que permiten representar el funcionamiento del convertidor de potencia del DSTATCOM, del equivalente del sistema de distribución y de la carga, los cuales son utilizados para calcular el estado de las variables del sistema. El simulador en tiempo real es implementado en la tarjeta de control d-SPACE 1104 y el sistema de control se implementa en el procesador digital de señales de referencia TMS320F2812 de Texas Instruments. La simulación en tiempo real se llevó a cabo para la topología correspondiente al inversor trifásico con condensador repartido. Los resultados de la simulación en tiempo real, se comparan con simulaciones fuera de línea realizadas en Matlab/Simulink, para verificar el correcto funcionamiento del simulador.