Control flexible de corriente para sistemas fotovoltaicos con capacidad de operación ante hundimientos de tensión

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dc.contributor.advisorMantilla Villalobos, María Alejandra
dc.contributor.advisorRey López, Juan Manuel
dc.contributor.advisorRincón Adarme, David Javier
dc.contributor.authorMoreno Celis, Ingrid Johanna
dc.contributor.evaluatorOrdóñez Plata, Gabriel
dc.contributor.evaluatorPetit Suárez, Johann Farith
dc.date.accessioned2023-11-27T16:03:13Z
dc.date.available2023-11-27T16:03:13Z
dc.date.created2023-11-11
dc.date.issued2023-11-11
dc.description.abstractEn condiciones de fallas de red, las capacidades operativas de los generadores distribuidos interconectados a la red mediante inversores, juegan un papel importante en la estabilidad y confiabilidad de los sistemas de potencia, principalmente cuando hay una alta penetración de fuentes distribuidas. De acuerdo con los requerimientos de códigos de red modernos, estos sistemas deben incluir la capacidad de soportar hundimientos de tensión (LVRT, por sus siglas en inglés), para permanecer conectados a la red y proveer servicios auxiliares. La inclusión de estas capacidades depende de la estrategia de control del inversor, la cual puede ser diseñada de acuerdo a funcionalidades, requerimientos y objetivos que quieran alcanzarse durante la falla. Para este propósito, las estrategias de control flexible utilizadas para generar la corriente de referencia del inversor son ampliamente consideradas, ya que permiten lograr distintos objetivos de control de acuerdo a los criterios del diseñador mediante la modificación de los parámetros de control. Por lo tanto, el correcto ajuste de estos parámetros es de vital importancia para lograr la operación deseada. En este contexto, este trabajo presenta el diseño de una estrategia de control flexible generalizada para proporcionar soporte a la red ante hundimientos de tensión, utilizando la máxima capacidad del inversor de potencia. La estrategia considera cuatro parámetros de control cuya variación resulta en diferentes capacidades de soporte a la red y operación. Una de las principales contribuciones de este trabajo de investigación es un algoritmo que permite estudiar la operación y comportamiento del sistema en función de la variación de los parámetros de control. De acuerdo con el análisis presentado, se puede priorizar una operación específica del inversor dentro de los límites establecidos por los códigos de red y garantizando el cumplimiento de restricciones operativas. Se presentan resultados de simulaciones realizadas en MATLAB del algoritmo propuesto, los cuales permiten analizar el comportamiento del sistema según la variación de los parámetros de control de la estrategia diseñada. Asimismo, mediante simulaciones del sistema de generación distribuida en MATLAB/Simulink se corroboró el correcto funcionamiento del inversor de potencia según los objetivos establecidos en la estrategia de control diseñada, ante la ocurrencia de hundimientos de tensión considerando diferentes casos de estudio. Por último, se realizó la implementación de la estrategia de control desarrollada en un prototipo experimental de laboratorio, y se verificó experimentalmente el funcionamiento del sistema para diferentes casos de operación seleccionados.
dc.description.abstractenglishUnder grid fault conditions, the operating capabilities of the inverter-interfaced distributed generators play a vital role in the stability and reliability of power systems, mainly when there is a high penetration of distributed resources. According to modern grid code requirements, these systems must include a low-voltage ride-through (LVRT) capability to remain connected to the grid and provide ancillary services. The inclusion of these capabilities depends on the control strategy of the inverter, which can be designed according to the functionalities, requirements, and objectives to be achieved during voltage sags. For this purpose, flexible control strategies used to generate the reference current of the inverter are widely considered since they allow the achievement of different control objectives according to the designer’s criteria by modifying some control parameters. Therefore, correctly setting these parameters is vital to reach the desired operation. In this context, this document presents the design of a generalized flexible control strategy to provide to provide voltage support to the grid under voltage sags using the maximum inverter power capability. The strategy considers four control parameters whose variation results in different support capabilities to the grid and operation. One of the main contributions of this work is an algorithm that allows studying the flexibility of the control strategy according to the variation of the control parameters. According to the analysis presented, a specific inverter operation can be prioritized within limits established by the grid codes and guarantee the operative restrictions. Simulation results based on MATLAB of the proposed algorithm are presented, allowing for analyzing the system behavior according to the variation of control parameters in the designed control strategy. Likewise, using simulations of the distributed generation system on MATLAB/Simulink, the correct operation of the power inverter was verified according to the objectives established in the designed control strategy under voltage sags and different study cases. Finally, the control strategy developed was implemented in an experimental laboratory prototype, and the experimental performance was verified for specific operation cases.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Eléctrica
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2952-5014
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/20.500.14071/15547
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería 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.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectEstrategia de control flexible
dc.subjectGeneradores distribuidos con interfaz de inversor
dc.subjectCapacidad de soportar hundimientos de tensión (LVRT)
dc.subjectMáxima corriente nominal
dc.subjectHundimiento de tensión
dc.subjectSoporte de tensión
dc.subject.keywordFlexible Control Strategy
dc.subject.keywordInverter-Interfaced Distributed Generators
dc.subject.keywordLow-Voltage Ride-Through (LVRT)
dc.subject.keywordMaximum Rated Current
dc.subject.keywordVoltage Sag
dc.subject.keywordVoltage Support
dc.titleControl flexible de corriente para sistemas fotovoltaicos con capacidad de operación ante hundimientos de tensión
dc.title.englishFlexible Current Control for Photovoltaic Systems with the Capability to Operate During Voltage Sags
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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