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Sistema de control de potencia para un inversor fotovoltaico multinivel en topología de puentes H en cascada

Resumen

Este trabajo de grado presenta el diseño y la implementación de un sistema de control de potencia activa y reactiva para un prototipo de inversor trifásico multinivel implementado por el grupo de investigación GISEL de la UIS. Con la finalidad de obtener una señal de corriente inyectada a la red con una mejor calidad de la energía, el prototipo del grupo GISEL presenta la topología de inversor multinivel de puentes H conectados en cascada (CHB, por sus siglas en inglés), dado que permite una reducción del contenido armónico de alta frecuencia en las señales de tensión y corriente del lado de alterna del inversor, entre otras ventajas. La estrategia de control de potencia diseñada está fundamentada en la regulación de la corriente de salida del inversor, la cual es sincronizada con la tensión del punto de conexión común. La regulación de corriente se realiza mediante una estrategia de control en lazo cerrado y una técnica de modulación por ancho de pulso, las cuales permiten ajustar los tiempos de encendido y apagado de cada dispositivo semiconductor del inversor y de esta manera la corriente inyectada sigue la corriente de referencia requerida para regular la potencia. Para lo anterior, fue necesaria; la implementación de un sistema de sensado, empleando transductores de tensión y de corriente, para su posterior adquisición en un microcontrolador el cual fue programado para ejecutar la acción de control. Finalmente se verifica el funcionamiento del sistema de control mediante resultados experimentales obtenidos en el prototipo de inversor multinivel del grupo GISEL. Este trabajo de grado fue desarrollado en el marco del proyecto de investigación titulado “Diseño de estrategias alternativas de operación y control para sistemas fotovoltaicos multifuncionales en redes de distribución con alta penetración de energías renovables” código 70416, adscrito al “Programa de Investigación en Tecnologías Emergentes para Microrredes Eléctricas Inteligentes con Alta Penetración de Energías Renovables”, contrato No. 80740-542-2020.