Diseño, implementación y control de un conversor Diode-Clamped multinivel operando en modo rectificador de potencia
La presente propuesta de trabajo de investigación plantea el estudio del convertidor Neutral Point Clamped operando como convertidor AC/DC, se plantea una estrategia de control en dos marcos de referencia diferentes dq0 y αβ0, buscando demostrar la robustez para su operación bajo la normativa IEEE 5...
- Autores:
-
Herrera Osorio, Andres Camilo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/12660
- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
- Multilevel
Power electronics
Ingeniero Electrónico y de Telecomunicaciones
Neutral Point Clamped
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La presente propuesta de trabajo de investigación plantea el estudio del convertidor Neutral Point Clamped operando como convertidor AC/DC, se plantea una estrategia de control en dos marcos de referencia diferentes dq0 y αβ0, buscando demostrar la robustez para su operación bajo la normativa IEEE 519-2014, que regula la distorsión armónica en el punto de conexión a red. La topología implementada se denomina multinivel y está dentro de la base de convertidores del sector de electrónica de potencia, muchos de estos equipos se utilizan en el sector eléctrico, aplicaciones vehiculares, sistemas de conversión de energía renovable y transmisión de energía eléctrica de corriente continua de alta tensión (HVDC por sus siglas en inglés. Con base a lo anterior, se seleccionó la estrategia se control y se aprovecha de la topología multinivel que tiene la ventaja de poseer menos pérdidas de potencia en el proceso de conmutación, menor distorsión armónica reflejada a la red, menor distorsión armónica en la tensión generada, entre otras, lo que se traduce en un mejor aprovechamiento de la energía eléctrica. Finalmente se logró la validación de la implementación del control y convertidor en el software Matlab bajo las regulaciones de la normativa referencia, sin embargo, no se logra terminar resultados de la implementación en hardware justificando el ausentismo presencial de 5 meses a los laboratorios de la Universidad Autónoma de Occidente en relación a la pandemia SARS-COV2 |
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[1] SIEMENS, «High Voltage Direct Current Transmission-Proven Technology for Power Exchange». Power Transmission and Distribution High Voltage Division, 2011, [En línea]. Disponible en: www.siemens.com/energy/hvdc. [2] ABB, «Introducing High Voltage Direct Current - ABB’s most recent development is ultra-high-voltage direct current (UHVDC) with a rated voltage of up to 800 kilovolts.» 2015, [En línea]. Disponible en: www.abb.com/hvdc. [3] ISA S.A, «Interconexión Eléctrica Colombia-Panamá. Avances del proyecto y esquema de subasta». Agosto de 2012. [4]«General purpose inverter: current status of energy saving effect, performance improvement, and environmental harmonization». IEEJ Technical Report,No. 807 (2000-11). [5]Jih-Sheng Lai y Fang Zheng Peng, «Multilevel converters-a new breed of power converters», IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 32, n.o 3, pp. 509-517, jun. 1996, doi: 10.1109/28.502161. 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Posada Contreras, Johnnyvirtual::4157-1Herrera Osorio, Andres Camilo957a8b76ecd347d3733827cfc358c5c0Ingeniero en Electrónica y TelecomunicacionesUniversidad Autónoma de Occidente. Calle 25 115-85. Km 2 vía Cali-Jamundí2020-10-24T14:05:01Z2020-10-24T14:05:01Z2020-10-23http://red.uao.edu.co//handle/10614/12660La presente propuesta de trabajo de investigación plantea el estudio del convertidor Neutral Point Clamped operando como convertidor AC/DC, se plantea una estrategia de control en dos marcos de referencia diferentes dq0 y αβ0, buscando demostrar la robustez para su operación bajo la normativa IEEE 519-2014, que regula la distorsión armónica en el punto de conexión a red. La topología implementada se denomina multinivel y está dentro de la base de convertidores del sector de electrónica de potencia, muchos de estos equipos se utilizan en el sector eléctrico, aplicaciones vehiculares, sistemas de conversión de energía renovable y transmisión de energía eléctrica de corriente continua de alta tensión (HVDC por sus siglas en inglés. Con base a lo anterior, se seleccionó la estrategia se control y se aprovecha de la topología multinivel que tiene la ventaja de poseer menos pérdidas de potencia en el proceso de conmutación, menor distorsión armónica reflejada a la red, menor distorsión armónica en la tensión generada, entre otras, lo que se traduce en un mejor aprovechamiento de la energía eléctrica. Finalmente se logró la validación de la implementación del control y convertidor en el software Matlab bajo las regulaciones de la normativa referencia, sin embargo, no se logra terminar resultados de la implementación en hardware justificando el ausentismo presencial de 5 meses a los laboratorios de la Universidad Autónoma de Occidente en relación a la pandemia SARS-COV2The present research work proposal aims to study the Neutral Point Clamped converter operating as an AC / DC converter, a control strategy is proposed in two different reference frames dq0 and αβ0, seeking to demonstrate the robustness for its operation under the IEEE 519-2014 standard, which regulates harmonic distortion at the grid connection point. The implemented topology is called multilevel and is within the base of converters in the power electronics sector, many of this equipment is used in the electricity sector, vehicle applications, renewable energy conversion systems and electric power transmission such as HVDC. Based on the above, the control strategy was selected and takes advantage of the multilevel topology that has the advantage of having less power losses in the switching process, less harmonic distortion reflected to the network, less harmonic distortion in the generated voltage, among others, which translates into better use of electrical energy. Finally, the validation of the implementation of the control and converter in the MATLAB software was achieved under the regulations of the reference standard, however, the results of the implementation in hardware were not achieved, justifying the 5-month absenteeism in person at the laboratories of the University in relation to the SARS-COV2 pandemicPasantía de investigación (Ingeniero Electrónico y de Telecomunicaciones)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2020PregradoIngeniero(a) en Electrónica y Telecomunicacionesapplication/pdf110 páginasspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería Electrónica y TelecomunicacionesDepartamento de Automática y ElectrónicaFacultad de IngenieríaDerechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidentehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2instname:Universidad Autónoma de Occidentereponame:Repositorio Institucional UAOMultilevelPower electronicsIngeniero Electrónico y de TelecomunicacionesNeutral Point ClampedIEEE 519-2014MultinivelElectrónica de potenciaHVDCElectrónica de potenciaConvertidores de corriente eléctricaProducción de energía eléctricaPower electronicsElectric current convertersElectric power productionDiseño, implementación y control de un conversor Diode-Clamped multinivel operando en modo rectificador de potenciaTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85[1] SIEMENS, «High Voltage Direct Current Transmission-Proven Technology for Power Exchange». Power Transmission and Distribution High Voltage Division, 2011, [En línea]. Disponible en: www.siemens.com/energy/hvdc.[2] ABB, «Introducing High Voltage Direct Current - ABB’s most recent development is ultra-high-voltage direct current (UHVDC) with a rated voltage of up to 800 kilovolts.» 2015, [En línea]. Disponible en: www.abb.com/hvdc.[3] ISA S.A, «Interconexión Eléctrica Colombia-Panamá. Avances del proyecto y esquema de subasta». Agosto de 2012.[4]«General purpose inverter: current status of energy saving effect, performance improvement, and environmental harmonization». IEEJ Technical Report,No. 807 (2000-11).[5]Jih-Sheng Lai y Fang Zheng Peng, «Multilevel converters-a new breed of power converters», IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 32, n.o 3, pp. 509-517, jun. 1996, doi: 10.1109/28.502161.[6]«El Valle del Cauca a la delantera en Energías Renovables | Invest Pacific». http://www.investpacific.org/es/pressroom.php?id=555 (accedido abr. 05, 2019).[7]J. D. 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