Diseño de un convertidor dc-dc elevador para un inversor fotovoltaico multinivel en topología de puentes h en cascada

Abstract

El presente trabajo de grado aborda de una forma puntual el estudio del sistema de interconexión de generadores fotovoltaicos a la red eléctrica, considerando el inversor multinivel en topología de puentes H en cascada. Para esto, se aborda el diseño del sistema de convertidores electrónicos de potencia (convertidores DC-DC) para el inversor multinivel en mención, junto con sus estrategias de control. Específicamente se consideran las topologías de convertidor DC-DC elevador e inversor de tres niveles en topología de puentes H en cascada (CHB, por sus siglas en inglés). En primer lugar, se presenta el diseño de un convertidor DC-DC elevador (tipo boost) implementado junto a una estrategia de control enfocada en el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) de los generadores fotovoltaicos, algoritmo denominado Perturbar y Observar (P&O). Seguidamente, se establecen los parámetros de operación del inversor, se realiza el cálculo y diseño del filtro LCL de conexión a la red de baja tensión, se diseña la estrategia de modulación PWM unipolar aplicada al inversor de tres niveles en topología CHB, se establece una estrategia para la sincronización de las corrientes inyectadas a la red, y finalmente se implementa una estrategia de control de corriente para el seguimiento de la señal de referencia. Finalmente se realiza la interconexión del generador fotovoltaico, el sistema de convertidores DC/DC, el inversor CHB y la red de baja tensión, para lo cual se establece una estrategia de generación de las corrientes de referencia, con el fin de controlar la potencia activa entregada por el inversor a la red y regular de la tensión del lado de continua del inversor. La verificación del funcionamiento del sistema, junto con las estrategias de control, se realizó mediante simulaciones en el software MATLAB/Simulink®.