Integración de sistemas fotovoltaicos a la red con funcionalidades de compensación de carga y capacidad de operación ante hundimientos de tensión
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Date
2025-05-15
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
La integración de servicios auxiliares en inversores fotovoltaicos (PV) conectados a la red permite mejorar la calidad de la energía y la confiabilidad en redes de distribución. Un inversor PV con funcionalidades adicionales, como compensación de carga, se denomina inversor multifuncional. Incorporar estas funcionalidades en inversores de próxima generación mejora el aprovechamiento de su capacidad nominal y su rentabilidad. Entre los servicios auxiliares requeridos se encuentran las capacidades de Fault Ride-Through (FRT) y soporte de red durante fallas de corta duración, exigidas actualmente por códigos de red en distintos países.
Al integrar estas funcionalidades, debe considerarse la corriente nominal del inversor, ya que los servicios auxiliares pueden demandar potencias que excedan su capacidad. Por tanto, los algoritmos de control deben limitar la corriente inyectada, considerando las exigencias de compensación. Esto es especialmente relevante en la compensación de desbalance de carga, donde el inversor debe generar corrientes desbalanceadas.
Esta tesis propone una estrategia de control flexible para inversores multifuncionales que integran compensación de factor de potencia y desbalance de carga, manteniendo la corriente dentro de límites seguros. La estrategia utiliza dos parámetros de control que definen las capacidades de compensación según la potencia activa disponible y las necesidades de la carga. Además, se implementa un algoritmo de control que prioriza funciones según un esquema jerárquico: inyección de potencia activa, compensación de potencia reactiva y compensación de desbalance.
Adicionalmente, se propone un algoritmo que incorpora capacidades Low Voltage Ride Through (LVRT), permitiendo al inversor continuar conectado y brindar soporte de potencia reactiva ante hundimientos de tensión.
Las propuestas fueron validadas mediante simulaciones en Matlab/Simulink y pruebas experimentales, evidenciando un desempeño adecuado bajo cargas desbalanceadas y eventos de hundimiento de tensión.
Este trabajo se enmarca en el proyecto financiado por Minciencias y la Universidad Industrial de Santander (contrato 80740-542-2020).
Description
Keywords
Sistemas fotovoltaicos, Compensación de carga, Hundimientos de tensión, Inversores fotovoltaicos multifuncionales, Control flexible, Low Voltage Ride Through (LVRT), Compensación de desbalance de carga