Diseño de controladores para inversores monofásicos operando en modo isla dentro de una microrred

R. Ortega, O. Carranza, Julio C. Sosa, V. García, R. Hernández

Resumen

En este trabajo se presenta el diseño e implementación de tres controladores: control proporcional-integral, control proporcional-integral más controlador resonante y una nueva propuesta de control configurada con un control proporcional-integral + controlador proporcional más controlador resonante. El diseño de estos controladores está orientado a la operación de inversores en modo isla dentro del contexto de las microrredes, su rendimiento ha sido validado por medio de resultados de simulaciones y por medio de pruebas experimentales. Particularmente, la configuración de control propuesta presenta como ventaja respecto a los otros dos controladores, el evitar fenómenos de saturación que se presentan en los sistemas, los cuales ocurren cuando se presentan señales de control de gran amplitud. Además de mejorar el rechazo de perturbaciones que se presentan, cuando el inversor alimenta cargas lineales y no lineales. Es decir, con la combinación de ambos controladores, se consigue una solución adecuada para reducir la distorsión armónica total en la tensión de salida de un inversor monofásico, cuando se alimentan cargas en forma aislada o bien con el inversor desconectado de la red.

Palabras clave

Controlador PI-P; controlador resonante; inversor monofásico; microrred; modo isla

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Referencias

Balaguer, I., Eduardo I. Ortiz, E., 2010. Resumen de los Métodos de Detección de Islas para Sistemas de Generación Distributiva, en Revista IEEE América Latina, vol.: 8 Issue: 5, pp. 565- 570.

Barros, M., Tavares, J., 2008. Influência mútua entre harmônicos e cargas não-lineares, en Revista IEEE América Latina, vol. 6 No. 7, pp. 608- 617.

Benavent, J.M.; Figueres, E.; Garcera, G.; Pascual, M., 2005. "Robust modelfollowing regulator for average current-mode control of boost DC-DC converters," Industrial Electronics, 2005. ISIE 2005. Proceedings of the IEEE International Symposium on, vol. 2, nº, pp. 715, 720 vol. 2, 20-23.

Crebier, J.C.; Ferrieux, J.P., 2004. PFC full bridge rectifiers EMI modelling and analysis common mode disturbance reduction, Power Electronics, IEEE Transactions on, Volume.19, no.2, pp. 378 387.

Dan Wu; Fen Tang; Dragicevic, T.; Vasquez, J.C.; Guerrero, J.M., 2014. "Autonomous Active Power Control for Islanded AC Microgrids With Photovoltaic Generation and Energy Storage System," Energy Conversion, IEEE Transactions on, vol.29, no.4, pp.882,892.

Emadi, A., Ñasiri, A., Bekiaarov, S., 2005. Uninterruptible Power Supplies and Active Filters, Boca Raton.

IEEE STD. 519-1992., 1993. IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems, IEEE Industry Applications Society/Power Engineering Society.

Infield, D.; Onions, P.; Simmons, A.; Smith, G.; 2004. Power quality from multiple grid-connected single-phase inverters, Power Delivery, IEEE Transactions on, Volume.19, no.4, pp. 1983-1989.

Kuo, B.C.; Golnaraghi, F., 2002. Automatic control systems, John Wiley & Sons.

Kyriakarakos, G., Dounis, A., Rozakis, S., Arvanitis, K., Papadakis, G., 2011.Polygeneration microgrids: A viable solution in remote areas for supplying power, potable water and hydrogen as transportation fuel Applied Energy, Volume 88, Issue 12, Pages 4517-4526.

Kyungbae Lim; Jaeho Choi; Juyoung Jang; Sangho Moon; Jaesig Kim., 2014 "Output voltage regulation based on P plus resonant control in islanded mode of microgrids," Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition (PEMC), 2014 16th International, vol., no., pp.365,370, 21-24.

Manfren, M., Caputo, P., Costa, G., 2011. Paradigm shift in urban energy systems through distributed generation: Methods and models Review Article Applied Energy, Volume 88, Issue 4, Pages 1032-1048.

Mikati, M., Santos, M., Armenta, C., 2012 Modelado y Simulación de un Sistema Conjunto de Energía Solar y Eólica para Analizar su Dependencia de la Red Eléctrica. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial. Volumen 09, paginas 267-281.

Mohan, N., Underland, T., Robbins W., 2003. Power electronics: converters, applications, and design, 3th ed. John Wiley & Sons,

Moreno, A., González, J., Flores, M., Bellido, F., 2011. Energy efficiency criteria in uninterruptible power supply selection Original Research Article Applied Energy, Volume 88, Issue 4, Pages1312-1321.

Ogata, K., 2002. Modern Control Engineering. Prentice Hall., 4th Edition.

Pastora, R., Leão, S., Luiz, F., Antunes, M., Greison, T., Lourenço, M., Kleber Rodrigues, K., 2009 Uma Visão sobre a Integração à Rede Elétrica da Geração Eólio-Elétrica, en Revista IEEE América Latina, vol. 7 No. 6, pp. 620- 629.

PSIM 7.0, 2006. Users Guide (2006), Powersim Inc.

Ruan, Y., Liu, Q., Zhou, W., Firestone, R., Gao, W., Watanabe, T. 2009., Optimal option of distributed generation technologies for various commercial buildings Original Research Article Applied Energy, Volume 86, Issue 9, September, Pages 1641-1653.

Sable, D.M.; Ridley, R.B.; Cho, B.H., 1990. Comparison of performance of single loop And current injection control for PWM converters which operate in both continuous and discontinuous modes of operation, Power Electronics Specialists Conference, 1990. PESC '90 Record., 21st Annual IEEE, pp.74-79.

Shoeiby, B.; Davoodnezhad, R.; Holmes, D.G.; McGrath, B.P., 2014. "A resonant current regulator based microgrid control strategy with smooth transition between islanded and grid-connected modes," Power Electronics for Distributed Generation Systems (PEDG), 2014 IEEE 5th International Symposium on, vol., no., pp.1,8, 24-27.

Suarez, J., Guillermo DiMauro, G., Anaut, D., Aguero, C., 2005. Análisis de la Distorsión Armónica y los Efectos de Atenuación y Diversidad en Areas Residenciales, en Revista IEEE América Latina, vol. 3 No. 5, pp. 429- 435.

Trujillo, C., Velasco, D., Figueres, E., Garcerá, G., 2010. Analysis of active islanding detection methods for grid-connected microinverters for renewable energy processing Original Research Article Applied Energy, Volume 87, Issue 11, Pages-3591-3605.

Vorperian, V., 1990. Simplified analysis of PWM converters using model of PWM switch. Continuous conduction mode, Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on, Volume.26, no.3, pp.490-496, May 1990.

Xiongfei Wang; Guerrero, J.M.; Blaabjerg, F.; Zhe Chen., 2011. "Secondary voltage control for harmonics suppression in islanded microgrids," Power and Energy Society General Meeting, 2011 IEEE, vol., no., pp.1,8, 24-29.

Yingjun, R., Qingrong L., Weiguo, Z., Ryan F., Weijun, G., Toshiyuki, W. 2009. Optimal option of distributed generation technologies for various commercial buildings Original Research Article Applied Energy, Volume 86, Issue 9. Pages 1641-1653.

Zmood, D., Holmes, D., 2003. Stationary frame current regulation of PWM inverters with zero steady-state error,. Power Electronics, IEEE Transactions on, vol.18, no.3, pp. 814-822.

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