Convertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energía

Introducción— Los sistemas de conversión DC/AC utilizados actualmente en múltiples aplicaciones como las fuentes alternativas de energía involucra problemas de la calidad de la energía debido regulaciones de tensión y deformaciones como las causadas por la distorsión armónica. Objetivo— Desarrollar...

Full description

Autores:
Diaz Rodriguez, Jorge Luis
Pabon Fernandez, Luis David
Caicedo Peñaranda, Edison Andrés
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Corporación Universidad de la Costa
Repositorio:
REDICUC - Repositorio CUC
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/12359
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11323/12359
https://doi.org/10.17981/ingecuc.18.1.2022.20
Palabra clave:
Multi-objective genetic algorithm
Multi-level converter
Total harmonic distortion
Power quality
Pulse width modulation
Algoritmo genético multiobjetivo
Convertidor multinivel
Modulación por ancho de pulso
Distorsión armónica total
Calidad de la energía
Rights
openAccess
License
INGE CUC - 2021
id RCUC2_58eb193fdb174ab1bed4e23c817b0cbb
oai_identifier_str oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/12359
network_acronym_str RCUC2
network_name_str REDICUC - Repositorio CUC
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Convertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energía
dc.title.translated.eng.fl_str_mv Three-phase DC/AC power converter with power quality optimization
title Convertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energía
spellingShingle Convertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energía
Multi-objective genetic algorithm
Multi-level converter
Total harmonic distortion
Power quality
Pulse width modulation
Algoritmo genético multiobjetivo
Convertidor multinivel
Modulación por ancho de pulso
Distorsión armónica total
Calidad de la energía
title_short Convertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energía
title_full Convertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energía
title_fullStr Convertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energía
title_full_unstemmed Convertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energía
title_sort Convertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energía
dc.creator.fl_str_mv Diaz Rodriguez, Jorge Luis
Pabon Fernandez, Luis David
Caicedo Peñaranda, Edison Andrés
dc.contributor.author.spa.fl_str_mv Diaz Rodriguez, Jorge Luis
Pabon Fernandez, Luis David
Caicedo Peñaranda, Edison Andrés
dc.subject.eng.fl_str_mv Multi-objective genetic algorithm
Multi-level converter
Total harmonic distortion
Power quality
Pulse width modulation
topic Multi-objective genetic algorithm
Multi-level converter
Total harmonic distortion
Power quality
Pulse width modulation
Algoritmo genético multiobjetivo
Convertidor multinivel
Modulación por ancho de pulso
Distorsión armónica total
Calidad de la energía
dc.subject.spa.fl_str_mv Algoritmo genético multiobjetivo
Convertidor multinivel
Modulación por ancho de pulso
Distorsión armónica total
Calidad de la energía
description Introducción— Los sistemas de conversión DC/AC utilizados actualmente en múltiples aplicaciones como las fuentes alternativas de energía involucra problemas de la calidad de la energía debido regulaciones de tensión y deformaciones como las causadas por la distorsión armónica. Objetivo— Desarrollar un prototipo que a través de un algoritmo genético multiobjetivo permita optimizar la calidad de la energía de los sistemas de inversión trifásicos a través del uso de convertidores multinivel. Metodología— Se define el prototipo a utilizar en la conversión de potencia, se modela matemáticamente la tensión de salida, se desarrollan los algoritmos genéticos multiobjetivo de optimización, se implementa el prototipo y se valida su funcionamiento. Resultados— El algoritmo desarrollado e implementado en el prototipo desarrollado mitiga los fenómenos de calidad de la energía asociados a las variaciones de corta y larga duración como swell, sag, undervoltaje y overvoltaje, evita la presencia de fluctuaciones de tensión y presenta un contenido armónico menor en todos los casos del 1% Conclusiones— El prototipo implementado optimizar la calidad de la energía de los sistemas trifásicos de suministro de energía a través del uso de un inversor multinivel, evitando la presencia de fenómenos de calidad de la energía. 
publishDate 2021
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2021-11-02 00:00:00
2024-04-09T20:21:58Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2021-11-02 00:00:00
2024-04-09T20:21:58Z
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2021-11-02
dc.type.spa.fl_str_mv Artículo de revista
dc.type.coar.eng.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1
dc.type.content.eng.fl_str_mv Text
dc.type.driver.eng.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
dc.type.local.eng.fl_str_mv Journal article
dc.type.redcol.eng.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/ART
dc.type.version.eng.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.coarversion.eng.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
format http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
status_str publishedVersion
dc.identifier.issn.none.fl_str_mv 0122-6517
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/11323/12359
dc.identifier.url.none.fl_str_mv https://doi.org/10.17981/ingecuc.18.1.2022.20
dc.identifier.doi.none.fl_str_mv 10.17981/ingecuc.18.1.2022.20
dc.identifier.eissn.none.fl_str_mv 2382-4700
identifier_str_mv 0122-6517
10.17981/ingecuc.18.1.2022.20
2382-4700
url https://hdl.handle.net/11323/12359
https://doi.org/10.17981/ingecuc.18.1.2022.20
dc.language.iso.eng.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.ispartofjournal.spa.fl_str_mv Inge Cuc
dc.relation.references.eng.fl_str_mv S. Deshpande and N. R. Bhasme, “A review of topologies of inverter for grid-connected PV systems,” in 2017 Innovations in Power and Advanced Computing Technologies (i-PACT), 2017, pp. 1–6.
D. Barater, E. Lorenzani, C. Concari, G. Franceschini, and G. Buticchi, “Recent advances in single-phase transformerless photovoltaic inverters,” IET Renew. Power Gener., vol. 10, no. 2, pp. 260–273, 2016.
V. Gaikwad, S. Mutha, R. Mundhe, O. Sapar, and T. Chinchole, “Survey of PWM techniques for solar inverter,” in 2016 International Conference on Global Trends in Signal Processing, Information Computing and Communication (ICGTSPICC), 2016, pp. 501–504.
S. A. Saleh and M. A. Rahman, “Modeling of Power Inverters,” in An Introduction to Wavelet Modulated Inverters, IEEE, 2011, p. 1.
S. A. Saleh and M. A. Rahman, “Introduction to Power Inverters,” in An Introduction to Wavelet Modulated Inverters, IEEE, 2011, p. 1.
A. Ruderman, “About Voltage Total Harmonic Distortion for Single- and Three-Phase Multilevel Inverters,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 62, no. 3, pp. 1548–1551, 2015.
Wu and M. Narimani, “Other Multilevel Voltage Source Inverters,” in High-Power Converters and AC Drives, IEEE, 2017, p. 1.
H. Abu-Rub, M. Malinowski, and K. Al-Haddad, “Multilevel Converter/Inverter Topologies and Applications,” in Power Electronics for Renewable Energy Systems, Transportation and Industrial Applications, IEEE, 2014, p. 1. B
A. Nabae, I. Takahashi, and H. Akagi, “A New Neutral-Point-Clamped PWM Inverter,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. IA-17, no. 5, pp. 518–523, 1981.
A. K. Koshti and M. N. Rao, “A brief review on multilevel inverter topologies,” in 2017 International Conference on Data Management, Analytics and Innovation (ICDMAI), 2017, pp. 187–193.
V. Roberge, M. Tarbouchi, and F. Okou, “Strategies to Accelerate Harmonic Minimization in Multilevel Inverters Using a Parallel Genetic Algorithm on Graphical Processing Unit,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 29, no. 10, pp. 5087–5090, 2014.
G. Ghosh, S. Sarkar, S. Mukherjee, T. Pal, and S. Sen, “A comparative study of different multilevel inverters,” in 2017 1st International Conference on Electronics, Materials Engineering and Nano-Technology (IEMENTech), 2017, pp. 1–6.
T. Jacob and L. P. Suresh, “A review paper on the elimination of harmonics in multilevel inverters using bioinspired algorithms,” in 2016 International Conference on Circuit, Power and Computing Technologies (ICCPCT), 2016, pp. 1–8.
M. Srndovic, A. Zhetessov, T. Alizadeh, Y. L. Familiant, G. Grandi, and A. Ruderman, “Simultaneous Selective Harmonic Elimination and THD Minimization for a Single-Phase Multilevel Inverter With Staircase Modulation,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 54, no. 2, pp. 1532–1541, 2018.
A. Anurag, N. Deshmukh, A. Maguluri, and S. Anand, “Integrated DC–DC Converter Based Grid-Connected Transformerless Photovoltaic Inverter with Extended Input Voltage Range,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 33, no. 10, pp. 8322–8330, 2018.
L. D. P. Fernandez, J. L. D. Rodriguez and E. A. C. Peñaranda, "Optimization of the THD and the RMS voltage of a cascaded multilevel power converter," 2018 IEEE International Conference on Automation/XXIII Congress of the Chilean Association of Automatic Control (ICA-ACCA), 2018, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICA-ACCA.2018.8609770.
L. David Pabón Fernández, J. L. Díaz Rodríguez and E. A. Arévalo, "Multilevel power converter with variable frequency and low constant total harmonic distortion," 2014 IEEE 5th Colombian Workshop on Circuits and Systems (CWCAS), 2014, pp. 1-6, doi: 10.1109/CWCAS.2014.6994600
R. S. Weissbach and K. M. Torres, “A noninverting buck-boost converter with reduced components using a microcontroller,” in Proceedings. IEEE SoutheastCon 2001 (Cat. No.01CH37208), 2001, pp. 79–84.
“IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems,” IEEE Std 519-2014 (Revision of IEEE Std 519-1992). pp. 1–29, 2014.
“IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality,” IEEE Std 1159-2009 (Revision of IEEE Std 1159-1995). pp. c1-81, 2009.
dc.relation.citationendpage.none.fl_str_mv 290
dc.relation.citationstartpage.none.fl_str_mv 277
dc.relation.citationissue.spa.fl_str_mv 1
dc.relation.citationvolume.spa.fl_str_mv 18
dc.relation.bitstream.none.fl_str_mv https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/download/4153/4393
https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/download/4153/4428
https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/download/4153/4439
dc.relation.citationedition.spa.fl_str_mv Núm. 1 , Año 2022 : (Enero - Junio)
dc.rights.eng.fl_str_mv INGE CUC - 2021
dc.rights.uri.eng.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
dc.rights.accessrights.eng.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar.eng.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
rights_invalid_str_mv INGE CUC - 2021
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.mimetype.eng.fl_str_mv application/pdf
text/html
text/xml
dc.publisher.spa.fl_str_mv Universidad de la Costa
dc.source.eng.fl_str_mv https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/4153
institution Corporación Universidad de la Costa
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/3ac4e80d-5df7-4bbc-8c4a-6c1845ce5949/download
bitstream.checksum.fl_str_mv f68341af0436febb20c336154cb47c5d
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio de la Universidad de la Costa CUC
repository.mail.fl_str_mv repdigital@cuc.edu.co
_version_ 1834108693758607360
spelling Diaz Rodriguez, Jorge LuisPabon Fernandez, Luis DavidCaicedo Peñaranda, Edison Andrés2021-11-02 00:00:002024-04-09T20:21:58Z2021-11-02 00:00:002024-04-09T20:21:58Z2021-11-020122-6517https://hdl.handle.net/11323/12359https://doi.org/10.17981/ingecuc.18.1.2022.2010.17981/ingecuc.18.1.2022.202382-4700Introducción— Los sistemas de conversión DC/AC utilizados actualmente en múltiples aplicaciones como las fuentes alternativas de energía involucra problemas de la calidad de la energía debido regulaciones de tensión y deformaciones como las causadas por la distorsión armónica. Objetivo— Desarrollar un prototipo que a través de un algoritmo genético multiobjetivo permita optimizar la calidad de la energía de los sistemas de inversión trifásicos a través del uso de convertidores multinivel. Metodología— Se define el prototipo a utilizar en la conversión de potencia, se modela matemáticamente la tensión de salida, se desarrollan los algoritmos genéticos multiobjetivo de optimización, se implementa el prototipo y se valida su funcionamiento. Resultados— El algoritmo desarrollado e implementado en el prototipo desarrollado mitiga los fenómenos de calidad de la energía asociados a las variaciones de corta y larga duración como swell, sag, undervoltaje y overvoltaje, evita la presencia de fluctuaciones de tensión y presenta un contenido armónico menor en todos los casos del 1% Conclusiones— El prototipo implementado optimizar la calidad de la energía de los sistemas trifásicos de suministro de energía a través del uso de un inversor multinivel, evitando la presencia de fenómenos de calidad de la energía. Introduction— The DC/AC power conversion systems currently used in multiple applications such as alternative energy sources involve power quality problems due to voltage regulations and distortions such as those caused by harmonic distortion. Objective— Develop a power converter prototype that, through a multi-objective genetic algorithm, allows optimizing the energy quality of three-phase inversion systems through the use of multilevel converters. Methodology— The prototype to be used in the power conversion is defined, the output voltage is modeled mathematically, the optimization multi-objective genetic algorithms are developed, the prototype is implemented and its operation is validated. Results— The algorithm developed and implemented in the developed prototype mitigates power quality phenomena associated with short and long duration variations such as swell, sag, undervoltage and overvoltage, avoids the presence of voltage fluctuations and presents a lower harmonic content in all 1% cases. Conclusions— The implemented prototype allows optimizing the power quality of three-phase power supply systems through the use of multilevel inverters, avoiding the presence of power quality phenomena.application/pdftext/htmltext/xmlengUniversidad de la CostaINGE CUC - 2021http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessEsta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/4153Multi-objective genetic algorithmMulti-level converterTotal harmonic distortionPower qualityPulse width modulationAlgoritmo genético multiobjetivoConvertidor multinivelModulación por ancho de pulsoDistorsión armónica totalCalidad de la energíaConvertidor DC/AC trifásica con optimización de la calidad de la energíaThree-phase DC/AC power converter with power quality optimizationArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articleJournal articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Inge CucS. Deshpande and N. R. Bhasme, “A review of topologies of inverter for grid-connected PV systems,” in 2017 Innovations in Power and Advanced Computing Technologies (i-PACT), 2017, pp. 1–6.D. Barater, E. Lorenzani, C. Concari, G. Franceschini, and G. Buticchi, “Recent advances in single-phase transformerless photovoltaic inverters,” IET Renew. Power Gener., vol. 10, no. 2, pp. 260–273, 2016.V. Gaikwad, S. Mutha, R. Mundhe, O. Sapar, and T. Chinchole, “Survey of PWM techniques for solar inverter,” in 2016 International Conference on Global Trends in Signal Processing, Information Computing and Communication (ICGTSPICC), 2016, pp. 501–504.S. A. Saleh and M. A. Rahman, “Modeling of Power Inverters,” in An Introduction to Wavelet Modulated Inverters, IEEE, 2011, p. 1.S. A. Saleh and M. A. Rahman, “Introduction to Power Inverters,” in An Introduction to Wavelet Modulated Inverters, IEEE, 2011, p. 1.A. Ruderman, “About Voltage Total Harmonic Distortion for Single- and Three-Phase Multilevel Inverters,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 62, no. 3, pp. 1548–1551, 2015.Wu and M. Narimani, “Other Multilevel Voltage Source Inverters,” in High-Power Converters and AC Drives, IEEE, 2017, p. 1.H. Abu-Rub, M. Malinowski, and K. Al-Haddad, “Multilevel Converter/Inverter Topologies and Applications,” in Power Electronics for Renewable Energy Systems, Transportation and Industrial Applications, IEEE, 2014, p. 1. BA. Nabae, I. Takahashi, and H. Akagi, “A New Neutral-Point-Clamped PWM Inverter,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. IA-17, no. 5, pp. 518–523, 1981.A. K. Koshti and M. N. Rao, “A brief review on multilevel inverter topologies,” in 2017 International Conference on Data Management, Analytics and Innovation (ICDMAI), 2017, pp. 187–193.V. Roberge, M. Tarbouchi, and F. Okou, “Strategies to Accelerate Harmonic Minimization in Multilevel Inverters Using a Parallel Genetic Algorithm on Graphical Processing Unit,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 29, no. 10, pp. 5087–5090, 2014.G. Ghosh, S. Sarkar, S. Mukherjee, T. Pal, and S. Sen, “A comparative study of different multilevel inverters,” in 2017 1st International Conference on Electronics, Materials Engineering and Nano-Technology (IEMENTech), 2017, pp. 1–6.T. Jacob and L. P. Suresh, “A review paper on the elimination of harmonics in multilevel inverters using bioinspired algorithms,” in 2016 International Conference on Circuit, Power and Computing Technologies (ICCPCT), 2016, pp. 1–8.M. Srndovic, A. Zhetessov, T. Alizadeh, Y. L. Familiant, G. Grandi, and A. Ruderman, “Simultaneous Selective Harmonic Elimination and THD Minimization for a Single-Phase Multilevel Inverter With Staircase Modulation,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 54, no. 2, pp. 1532–1541, 2018.A. Anurag, N. Deshmukh, A. Maguluri, and S. Anand, “Integrated DC–DC Converter Based Grid-Connected Transformerless Photovoltaic Inverter with Extended Input Voltage Range,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 33, no. 10, pp. 8322–8330, 2018.L. D. P. Fernandez, J. L. D. Rodriguez and E. A. C. Peñaranda, "Optimization of the THD and the RMS voltage of a cascaded multilevel power converter," 2018 IEEE International Conference on Automation/XXIII Congress of the Chilean Association of Automatic Control (ICA-ACCA), 2018, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICA-ACCA.2018.8609770.L. David Pabón Fernández, J. L. Díaz Rodríguez and E. A. Arévalo, "Multilevel power converter with variable frequency and low constant total harmonic distortion," 2014 IEEE 5th Colombian Workshop on Circuits and Systems (CWCAS), 2014, pp. 1-6, doi: 10.1109/CWCAS.2014.6994600R. S. Weissbach and K. M. Torres, “A noninverting buck-boost converter with reduced components using a microcontroller,” in Proceedings. IEEE SoutheastCon 2001 (Cat. No.01CH37208), 2001, pp. 79–84.“IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems,” IEEE Std 519-2014 (Revision of IEEE Std 519-1992). pp. 1–29, 2014.“IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality,” IEEE Std 1159-2009 (Revision of IEEE Std 1159-1995). pp. c1-81, 2009.290277118https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/download/4153/4393https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/download/4153/4428https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/download/4153/4439Núm. 1 , Año 2022 : (Enero - Junio)PublicationOREORE.xmltext/xml2650https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/3ac4e80d-5df7-4bbc-8c4a-6c1845ce5949/downloadf68341af0436febb20c336154cb47c5dMD5111323/12359oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/123592024-09-17 14:19:20.486http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0INGE CUC - 2021metadata.onlyhttps://repositorio.cuc.edu.coRepositorio de la Universidad de la Costa CUCrepdigital@cuc.edu.co

Publicaciones similares