Controlador para Inyección de Corriente a la Red con Inversor Tipo T

Resumen: En este artículo se presenta el modelado y diseño de un controlador para un sistema fotovoltaico conectado a la red eléctrica, basado en una topología tipo T y filtro L de primer orden. El controlador propuesto consta de dos lazos, uno de corriente que garantiza el seguimiento de una referencia sinusoidal en fase con la tensión de red; y otro de tensión que permite mantener el balance del voltajes en los condensadores del inversor. Para construir la referencia de corriente se utiliza una señal proporcional a la componente fundamental del voltaje de la red, la cual se extrae haciendo uso de un filtro. El control propuesto para el lazo de corriente es un controlador proporcional más un banco de filtros resonantes para realizar el seguimiento de la corriente. En cuanto al lazo de voltaje, se diseña un controlador Proporcional-Integral sobre la diferencia de tensión de los condensadores para mantener el balance en el voltaje de estos. Finalmente con el fin de evaluar el desempeño del sistema se realizan simulaciones numéricas a una potencia de referencia de 1 kW.

¿Cómo citar?

Fernando I. Mariscal-Castillo, Panfilo R. Martínez-Rodríguez, Daniel U. Campos Delgado, Andrés A. Valdez-Fernández & Joseph A. Estrada-Correa. Controlador para Inyección de Corriente a la Red con Inversor Tipo T. Memorias del Congreso Nacional de Control Automático, pp. 430-435, 2018.

Palabras clave

Sistemas Electrónicos de Potencia, Control Automático, Energías Renovables

• Michael Schmela, “Global Market Outlook, For Solar Power / 2017-2021”, SolarPower Europe, 2017.
• de Alegría Mancisidor, I. M., de Basurto Uraga, P. D., de Arbulo López, P. R., “European Union’s renewable energy sources and energy efficiency policy review: The Spanish perspective”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(1), 100-114, 2009.
• Abu-Rub, H., Holtz, J., Rodriguez, J., Baoming, G., “Medium-voltage multilevel converters–State of the art, challenges, and requirements in industrial applications”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57(8), 2581-2596, 2010.
• Lopez, O., Freijedo, F. D., Yepes, A. G., FernandezComesana, P., Malvar, J., Teodorescu, R., DovalGandoy, J., “Eliminating ground current in a transformerless photovoltaic application”, IEEE Transactions on Energy Conversion, 25(1), 140-147, 2010.
• Sebaaly, F., Kanaan, H. Y., Moubayed, N., “Threelevel neutral-point-clamped inverters in transformerless PV systems?State of the art”, 17th Mediterranean Electrotechnical Conference (MELECON), IEEE (pp. 1-7), 2014.
• Remus Teodorescu, Marco Liserre, Pedro Rodriguez, “Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems”, John Wiley & Sons, Ltd, 2011.
• A. Limones-Pozos, P. R. Martinez-Rodriguez, G. Vazquez, A. A. Valdez-Fernandez and F. Mariscal, “Analysis and Design of Single-Phase T-Type Transformerlees Inverter for PV applications”, IEEE International Autumn Meeting on Power, Electronics and Computing (ROPEC), 1-6, 2017.
• Xiaomeng Su, Yaojie Sun and Yandan Lin, “Analysis on Leakage Current in Transformerless Single-Phase PV Inverters Connected to the Grid”, In Power and Energy Engineering Conference (APPEEC) IEEE, 1-5, 2011.
• Gubia, P. Sanchis, A. Ursua, J. Lopez, and L. Marroyo, “Ground currents in single-phase transformerless photovoltaic systems”, Prog. Photovolt: Res. Appl. vol. 15, pp. 629-650, Nov. 2007.
• Min-Kwon Yang, Woo-Young Choi, “Single-phase bidirectional three-level T-type inverter”, 2018 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2018.
• IEEE Std.929 “IEEE Recommended Practice for utility Interface of Photovoltaic (PV) Systems”, 2000.
• IEEE Std.1547 “IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems”, 2003.
• Xinbo Ruan, Xuehua Wang, Donghua Pan, Dongsheng Yang, Weiwei Li, Chenlei Bao, “Control Techniques for LCL-Type Grid-Connected Inverters”, Springer, 2017.
• Chin-Chang Kuo, Ying-Yu Tzou, “FPGA Control of a Single-Phase T-Type NPC Grid Inverter for Low THD and Robust Performance”, 2017 IEEE 3rd International Future Energy Electronics Conference and ECCE Asia (IFEEC 2017 – ECCE Asia), 2017.
• Valdez-Fernández, A. A., Martínez- Rodríguez, P. R., Escobar, G., Limones-Pozos, C. A., Sosa, J. M. “A model-based controller for the cascade H-bridge multilevel converter used as a shunt active filter”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 60(11), 5019- 5028, 2013.
• Escobar, P.R. Mart´ınez, J. Leyva-Ramos and P. Mattavelli. “Power factor correction with an active filter using a repetitive controller”, IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Vol.2, pp. 1394-1399, March 2006.
• Francis and W. Wonham. “The internal Model Principle for Linear Multivariable Regulators”, Applied Mathematics and Optimization, Vol. 2, pp. 170-194, 1975.
• Escobar, A. M. Stankovic, and D. Perrault. “Regulation and compensation of source harmonics for the boost-converter based power factor precompensator,” in Proc. IEEE PESC, Jun. 17?22, 2001, pp. 539?544.