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

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dc.contributor.advisorMantilla Villalobos, María Alejandra
dc.contributor.advisorEsparza Aponte, Astrid Clarissa
dc.contributor.advisorMoreno Celis, Ingrid Johanna
dc.contributor.authorOliveros Garcia, Myller Steveen
dc.contributor.authorClavijo Chaparro, Diego Andres
dc.contributor.evaluatorCastelblanco Rodriguez, Nelfor Samael
dc.contributor.evaluatorOsorio Silva, Fausto
dc.date.accessioned2023-10-20T14:16:07Z
dc.date.available2023-10-20T14:16:07Z
dc.date.created2023-10-19
dc.date.issued2023-10-19
dc.description.abstractEste 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.
dc.description.abstractenglishThis degree project presents the design and implementation of an active and reactive power control system for a prototype of a multilevel three-phase inverter implemented by the GISEL research group at UIS. To obtain an injected current signal to the grid with improved power quality, the GISEL group's prototype features a cascaded H-bridge multilevel inverter topology (CHB), as it allows for a reduction of high-frequency harmonic content in the voltage and current signals on the AC side of the inverter, among other advantages. The designed power control strategy is based on regulating the output current of the inverter, which is synchronized with the common connection point voltage. The current regulation is achieved through a closed-loop control strategy and a pulse width modulation technique, which allows for adjusting the turn-on and turn-off times of each semiconductor device in the inverter, thereby making the injected current follow the reference current required for power regulation. For this purpose, the implementation of a sensing system using voltage and current transducers was necessary, followed by data acquisition in a microcontroller which was programmed to execute the control action. Finally, the operation of the control system is verified through experimental results obtained from the multilevel inverter prototype of the GISEL group. This undergraduate thesis was developed within the framework of the research project titled "Design of alternative operation and control strategies for multifunctional photovoltaic systems in distribution networks with high penetration of renewable energies," with code 70416, affiliated with the "Research Program on Emerging Technologies for Smart Microgrids with High Penetration of Renewable Energies," contract No. 80740-542-2020.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0002144755
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Electricista
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15047
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Eléctrica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectInversor multinivel
dc.subjectsistemas fotovoltaicos
dc.subjecttopología de puentes H en cascada
dc.subjectcontrol de potencia
dc.subjectcontrol de corriente
dc.subject.keywordMulti-level inverter
dc.subject.keywordphotovoltaic systems
dc.subject.keywordcascaded H-bridge (CHB) topology
dc.subject.keywordpower control
dc.subject.keywordcurrent control
dc.titleSistema de control de potencia para un inversor fotovoltaico multinivel en topología de puentes H en cascada
dc.title.englishPower control system for a multi-level photovoltaic inverter in cascade H-bridge topology
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Eléctrica