Volumen:
1
Edición:
9
Control no lineal basado en lógica difusa de un convertidor
multinivel de capacitor flotante para aplicaciones de energía solar
fotovoltaica
Vidaña-Aldaba, K.G. ; Lara-Cardoso, J. ; Hernández-Flores, C. ; Arjona-López, M. A.
Este artículo propone una estrategia no lineal basada en lógica difusa para el control de un convertidor trifásico multinivel de capacitores flotantes (C3MCF) para aplicaciones de energía fotovoltaica. Este C3MCF no sólo permite realizar la sincronización con la red eléctrica, sino que también se comporta como un filtro activo para compensar los armónicos generados por la carga no lineal conectada al sistema. Los dos lazos internos de corriente y el lazo externo de voltaje del bus de CD (corriente directa) involucrados se regulan en el marco de referencia rotatorio dq. A fin de conmutar los doce interruptores de potencia que componen la topología estudiada de tres niveles de capacitores flotantes (3N-CF) una técnica MAP (modulación del ancho del pulso) multiportadora es aplicada. La validación de la estrategia de control y del sistema completo de electrónica de potencia ha sido llevado a cabo mediante simulaciones en Matlab-SimPowerSystems. Los resultados obtenidos demuestran que el controlador de lógica difusa propuesto permite alcanzar un desempeño superior para integrar la energía fotovoltaica generada a la red eléctrica. Además, ésta representa una técnica prometedora ya que logra una muy baja distorsión armónica de la corriente de la red, una nula potencia reactiva y una respuesta con gran dinámica.
Resumen
Palabras clave
Capacitor Flotante, Control No Lineal, Convertidor Multinivel, Energía Fotovoltaica, Lógica Difusa.
Ahmed, K. A. N., Reddy, K. C. O., & Bhakre, P. (2018). Fuzzy Based Active Filter For Power Quality Mitigation. IEEE International Conference on System, Computation, Automation and Networking (ICSCA), 1-6. https://doi.org/10.1109/icscan.2018.8541247
Bana, P. R., Panda, K. P., Naayagi, R. T., Siano, P., & Panda, G. (2019). Recently Developed Reduced Switch Multilevel Inverter for Renewable Energy Integration and Drives Application: Topologies, Comprehensive Analysis and Comparative Evaluation. IEEE Access, 7, 54888-54909. https://doi.org/10.1109/access.2019.2913447.
Chavan, U. M., Thorat, A. R., & Bhosale, S. S. (2018). Shunt Active Filter for Harmonic Compensation Using Fuzzy Logic Technique. International Conference on Current Trends towards Converging Technologies (ICCTC), 1-6 https://doi.org/10.1109/icctct.2018.8550962.
Jantzen, J. (1998). Tuning of fuzzy PID controllers. Technical University of Denmark.
Kumar, P. S., & Mahajan, A. V. (2009). Soft Computing Techniques for the Control of an Active Power Filter. IEEE Transactions on Power Delivery, 24(1), 452-461. https://doi.org/10.1109/tpwrd.2008.2005881.
Kumar, R., Bansal, H. O., Gautam, A. R., Mahela, O. P., & Khan, B. (2022). Experimental Investigations on Particle Swarm Optimization Based Control Algorithm for Shunt Active Power Filter to Enhance Electric Power Quality. IEEE Access, 10, 54878-54890. https://doi.org/10.1109/access.2022.3176732.
Mendalek, N., Al-Haddad, K., Fnaiech, F., & Dessaint, L. (2003). Nonlinear control technique to enhance dynamic performance of a shunt active power filter. IEE proceedings, 150(4), 373. https://doi.org/10.1049/ip-epa:20030488.
Rahmani, S., Mendalek, N., & Al-Haddad, K. (2010). Experimental Design of a Nonlinear Control Technique for Three-Phase Shunt Active Power Filter. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57(10), 3364-3375. https://doi.org/10.1109/tie.2009.2038945.
Ramírez, F., Tapia, H. J. C. L., & Vazquez, N. (2018). Estrategia de Control para Inversor Multinivel con Capacitores Flotantes. Pistas Educativas, 35(108). http://www.itc.mx/ojs/index.php/pistas/article/download/1408/1218.
Swamy, D. M., & Venkatesan, M. (2019). Three Phase Multi-Level Inverter Topologies and Modulation Techniques: A Short review. 2nd International Conference on Intelligent Computing, Instrumentation and Control Technologies (ICICICT), 305-311. https://doi.org/10.1109/icicict46008.2019.8993140.
Tan, K., Lin, F., & Chen, J. (2018). DC-Link Voltage Regulation Using RPFNN-AMF for Three-Phase Active Power Filter. IEEE Access, 6, 37454-37463. https://doi.org/10.1109/access.2018.2851250.
Tuyen, N. D., & Fujita, G. (2015). PV-Active Power Filter Combination Supplies Power to Nonlinear Load and Compensates Utility Current. IEEE power and energy technology systems journal, 2(1), 32-42. https://doi.org/10.1109/jpets.2015.2404355.
Vidaña, K. G., Lara, J., Hernandez, C., & Arjona, M. A. (2022). Diseño y evaluación de un controlador de lógica difusa para la extracción de la máxima potencia de un sistema fotovoltaico de 10kW interconectado a la red. Revista Ciencia, Ingeniería y Desarrollo Tec Lerdo, 1(8), 2448-623X. http://revistacid.itslerdo.edu.mx/coninci2022/CID-060.pdf.
Yaramasu, V., & Wu, B. (2017). Model Predictive Control of Wind Energy Conversion Systems