Modelado y control de inversores fotovoltaicos conectados en paralelo a la red
- Autores: Juan Luis Agorreta Malumbres
- Directores de la Tesis: Luis Marroyo Palomo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Pública de Navarra ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francesc Guinjoan (presid.), Jesús López Taberna (secret.), Roberto Giral Castillón (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La energía fotovoltaica es una de las fuentes de energía renovable de mayor proyección. El objetivo de esta tesis es el de proponer soluciones a diversas dificultades a las que se enfrenta el diseño de los lazos de control de la etapa de conversión utilizada en plantas fotovoltaicas conectadas a la red.
Los convertidores DC-DC elevador boost utilizados entre los generadores fotovoltaicos y los inversores deben controlarse en un punto de trabajo variable. Además, la dinámica de la corriente de la bobina cambia bruscamente cuando se pasa de modo de conducción continuo a discontinuo y viceversa. En esta tesis se propone un algoritmo de control de la tensión de entrada al convertidor boost en cascada capaz de abordar estas dificultades. La tensión de entrada del convertidor se controla mediante el lazo externo, mientras que la corriente de la bobina se controla mediante una estrategia de lazo interno que, gracias a la técnica borrosa de cambio del ciclo de trabajo, es capaz de trabajar en modo de conducción mixto. Las simulaciones realizadas y los resultados experimentales muestran que la técnica propuesta consigue un control preciso y robusto en todo punto de operación, por lo que permite implementar técnicas rápidas de seguimiento del punto de máxima potencia.
Diseñar leyes de control adecuadas para convertidores DC-AC o inversores de conexión a red con filtro LCL es complicado debido al gran número de posibilidades existentes, la necesidad de amortiguamiento de las resonancias de filtro y los estándares de calidad de corriente a cumplir. En esta tesis se realiza una compartiva de las estrategias de control para inversores fotovoltaicos más importantes y se estudia cómo amortiguar el sistema, tanto de manera pasiva como de manera activa. Además, los inversores conectados en paralelo en plantas fotovoltaicas están acoplados debido a la impedancia de los trasnformadores intermedios y de la red. Generalmente, este acoplamiento no se tiene en cuenta cuando se diseña la ley de control, por lo que, dependiendo del número de inversores conectados en paralelo, y del valor de las impedancias de los transformadores intermedios y la red, los inversores instalados en plantas fotovoltaicas no actúan como se desea. A través del análisis llevado a cabo en esta tesis se obtiene un Inversor Equivalente que modela de manera sencilla la dinámica de todos los inversores de una planta fotovoltaica. De este modo se describe el efecto de acoplamiento y se facilita el diseño de la ley de control de corriente para inversores fotovoltaicos con filtro LCL. El estudio se valida mediante simulaciones y resultados experimentales obtenidos en una planta fotovoltaica de 1400lW.
