Control no Lineal para un Convertidor Conmutado CC/CA

Este proyecto de grado formará parte de un sistema global cuyo objetivo es minimizar al máximo la potencia suministrada por la red eléctrica convencional mediante la integración de fuentes de energía renovable. El sistema completo se divide en dos bloques principales. El primero se encarga de captar...

Full description

Autores:: Casallas Gutierrez, Katherin Dayanna
López Rodriguez, Juan Felipe

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2023

Institución:: Universidad Santo Tomás

Repositorio:: Repositorio Institucional USTA

Idioma:: spa

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description	Este proyecto de grado formará parte de un sistema global cuyo objetivo es minimizar al máximo la potencia suministrada por la red eléctrica convencional mediante la integración de fuentes de energía renovable. El sistema completo se divide en dos bloques principales. El primero se encarga de captar la energía de los paneles solares y suministrar un bus de corriente continua (DC) variable. El segundo bloque, objeto de este trabajo, consiste en el diseño de un inversor con control de corriente que se conectará en línea con la red eléctrica, para este inversor se implementará una técnica de control no lineal y se comparará el funcionamiento vs la implementación de una técnica de control convencional PI. En la mayoría de los casos, estos convertidores se controlan utilizando técnicas de control lineal que pueden ser insuficientes para abordar perturbaciones y cambios dinámicos en el sistema. En contraste, el enfoque no lineal propuesto en este proyecto busca mejorar la respuesta del convertidor y su capacidad de adaptarse a diferentes condiciones de funcionamiento. El proyecto se divide en varias etapas, en primer lugar, se procede con la selección de una estrategia de control a través de una revisión bibliográfica para conocer diversas técnicas de control documentadas en la literatura y aplicadas previamente en otros convertidores. Posteriormente, se realiza la caracterización de la planta disponible en la Universidad Santo Tomás, para comprender su funcionamiento en detalle. Luego, se desarrolla un modelo matemático que describe el sistema de manera precisa. Y por último, se lleva a cabo el diseño e implementación de las estrategias de control seleccionadas para una potencia de salida de 200 vatios. Se emplearán simulaciones para validar el diseño y ajustar los parámetros necesarios para lograr de manera consistente y controlada la potencia de salida deseada. Una vez validado en simulaciones, se implementarán los controladores seleccionados en la planta disponible y se realizan pruebas prácticas para verificar su funcionamiento. Se espera que los resultados de este proyecto de grado contribuyan al avance de la investigación en el campo de la electronica de potencia y el control no lineal y además que este enfoque no lineal tenga aplicaciones prácticas en la generación de energía eléctrica, mejorando la eficiencia y la integración de fuentes de energía renovable en las redes eléctricas convencionales.
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Bastidas-Rodríguez, C. A. Ramos-Paja, J. D. Bastidas-Rodríguez y C. Ramos-Paja, Este artículo puede compartirse bajo la licencia CC BY-ND 4.0 y se referencia usando el siguiente formato: "Types of inverters and topologies for microgrid applications"Types of inverters and topologies for microgrid applications Tipos de inversores y topologías para aplicaciones de microrredes, 2017. «Convertidores CC-CA: inversores de onda cuadrada,» EXTENSIONISMO, INNOVACIÓN Y TRANSFERENCIA TECNOLÓGICA-CLAVES PARA EL DESARROLLOVOLUMEN 2. Pág, «Convertidores CC/CA para la conexión directa a la red de sistemas fotovoltaicos ANEXO B. Convertidores CC/CA Multinivel,» TEMA 11 Inversores Índice. Solar Integration: Inverters and Grid Services Basics \| Department of Energy. dirección: https://www. energy.gov/eere/solar/solar-integration-inverters-and-grid-services-basics. A. S. R. P. A. F. Z. Rivera, INVERSOR MULTINIVEL CON REDUCCIÓN DE PERDIDADS POR CONMUTACIÓN, 2014. 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Repositorio Institucional.http://hdl.handle.net/11634/55961reponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásinstname:Universidad Santo Tomásrepourl:https://repository.usta.edu.coEste proyecto de grado formará parte de un sistema global cuyo objetivo es minimizar al máximo la potencia suministrada por la red eléctrica convencional mediante la integración de fuentes de energía renovable. El sistema completo se divide en dos bloques principales. El primero se encarga de captar la energía de los paneles solares y suministrar un bus de corriente continua (DC) variable. El segundo bloque, objeto de este trabajo, consiste en el diseño de un inversor con control de corriente que se conectará en línea con la red eléctrica, para este inversor se implementará una técnica de control no lineal y se comparará el funcionamiento vs la implementación de una técnica de control convencional PI. En la mayoría de los casos, estos convertidores se controlan utilizando técnicas de control lineal que pueden ser insuficientes para abordar perturbaciones y cambios dinámicos en el sistema. En contraste, el enfoque no lineal propuesto en este proyecto busca mejorar la respuesta del convertidor y su capacidad de adaptarse a diferentes condiciones de funcionamiento. El proyecto se divide en varias etapas, en primer lugar, se procede con la selección de una estrategia de control a través de una revisión bibliográfica para conocer diversas técnicas de control documentadas en la literatura y aplicadas previamente en otros convertidores. Posteriormente, se realiza la caracterización de la planta disponible en la Universidad Santo Tomás, para comprender su funcionamiento en detalle. Luego, se desarrolla un modelo matemático que describe el sistema de manera precisa. Y por último, se lleva a cabo el diseño e implementación de las estrategias de control seleccionadas para una potencia de salida de 200 vatios. Se emplearán simulaciones para validar el diseño y ajustar los parámetros necesarios para lograr de manera consistente y controlada la potencia de salida deseada. Una vez validado en simulaciones, se implementarán los controladores seleccionados en la planta disponible y se realizan pruebas prácticas para verificar su funcionamiento. Se espera que los resultados de este proyecto de grado contribuyan al avance de la investigación en el campo de la electronica de potencia y el control no lineal y además que este enfoque no lineal tenga aplicaciones prácticas en la generación de energía eléctrica, mejorando la eficiencia y la integración de fuentes de energía renovable en las redes eléctricas convencionales.This undergraduate project will be part of a global system whose goal is to minimize the power supplied by the conventional electrical grid through the integration of renewable energy sources. The complete system is divided into two main blocks. The first is responsible for capturing energy from solar panels and supplying a variable direct current (DC) bus. The second block, the focus of this work, involves designing an inverter with current control that will be connected in-line with the electrical grid. For this inverter, a non-linear control technique will be implemented and compared to the performance of a conventional PI control technique. In most cases, these converters are controlled using linear control techniques, which may be insufficient to address disturbances and dynamic changes in the system. In contrast, the proposed non-linear approach in this project aims to enhance the converter’s response and its ability to adapt to different operating conditions. The project is divided into several stages. Firstly, a control strategy is selected through a literature review to explore various control techniques documented in the literature and previously applied in other converters. Subsequently, the available plant at Santo Tomás University is characterized to understand its operation in detail. Then, a mathematical model is developed to accurately describe the system. Finally, the selected control strategies are designed and implemented for an output power of 200 watts. Simulations will be used to validate the design and adjust the necessary parameters to consistently and controllably achieve the desired output power. Once validated in simulations, the selected controllers will be implemented on the available plant, and practical tests will be conducted to verify their performance. It is expected that the results of this undergraduate project will contribute to the advancement of research in the field of power electronics and non-linear control. Additionally, it is anticipated that this non-linear approach will have practical applications in electrical power generation, improving the efficiency and integration of renewable energy sources into conventional electrical grids. Keywords: Alternating Current, Direct Current, Energy Conversion Converter, Mathematical Model, Nonlinear Control.Ingeniero ElectronicoPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería ElectrónicaFacultad de Ingeniería ElectrónicaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Control no Lineal para un Convertidor Conmutado CC/CAEnergía renovableControl PIEstrategias de controlSimulación de sistemasInversoresEnergía renovableIngeniería ElectrónicaTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA BogotáE. M. B. al-Iliktr ¯un¯ıy¯at (Cairo, I. of Electrical, E. E. E. Section, I. of Electrical, E. Engineers y E. I. 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Ramos-Paja, Este artículo puede compartirse bajo la licencia CC BY-ND 4.0 y se referencia usando el siguiente formato: "Types of inverters and topologies for microgrid applications"Types of inverters and topologies for microgrid applications Tipos de inversores y topologías para aplicaciones de microrredes, 2017.«Convertidores CC-CA: inversores de onda cuadrada,»EXTENSIONISMO, INNOVACIÓN Y TRANSFERENCIA TECNOLÓGICA-CLAVES PARA EL DESARROLLOVOLUMEN 2.Pág, «Convertidores CC/CA para la conexión directa a la red de sistemas fotovoltaicos ANEXO B. Convertidores CC/CA Multinivel,»TEMA 11 Inversores Índice.Solar Integration: Inverters and Grid Services Basics \| Department of Energy. dirección: https://www. energy.gov/eere/solar/solar-integration-inverters-and-grid-services-basics.A. S. R. P. A. F. Z. 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Control no Lineal para un Convertidor Conmutado CC/CA

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