Implementación de un RCP para un filtro activo en derivación

Abstract

Este trabajo de investigación a nivel de maestría, se enmarca dentro de las áreas de la Electrónica de Potencia y Calidad de la Energía Eléctrica. Los Filtros Activos de Potencia (Active Power Filters – APF–) han sido bastante estudiados desde hace poco más de 30 años, presentándose en la literatura especializada las topologías más comunes, sus estrategias de control y sus aplicaciones en sistemas de transmisión y distribución. Estas técnicas de control han sido extendidas a los Sistemas de Transmisión Flexible en Corriente Alterna (FACTS). Los sistemas de adquisición digital de señales (Digital Sign Processing – DSP –) facilitan el desarrollo del control para el Filtro Activo en Derivación, mediante la filosofía de los Prototipos Rápidos de Control (Rapid Control Prototyping – RCP –), así, para diseñar el algoritmo en tiempo real se utiliza un lenguaje de programación de alto nivel como Matlab / Simulink. La medida de las señales de entrada para el controlador se hace por medio de circuitos de acondicionamiento con transformadores monofásicos, los que además de aislar galvánicamente la etapa de potencia de la etapa de control, reducen los niveles de estas variables hasta límites seguros para el sistema DSP. Se presentan en este documento los resultados simulados y experimentales de un RCP para un Filtro Activo en Derivación, implementado en el Laboratorio de Calidad de la Energía y Electrónica de Potencia, se evalúa el desempeño del controlador bajo diferentes escenarios en los que se varía la naturaleza de la carga no lineal y se compara el índice de distorsión armónica en corriente y el factor de potencia trifásicos antes y después de la inclusión del Filtro Activo en el sistema bajo prueba. Se presentan finalmente las conclusiones y las futuras líneas de investigación / Abstract: This thesis document includes the Power Electronics and Power Quality of the Electrical Energy areas. The Active Power Filters - APF- have been studied for a short time than 30 years, appearing in the specialized literature the most common topologies, their strategies of control and their applications in transmission systems and distribution systems. These techniques of control have been extended to the Flexible AC Transmission Systems (FACTS).The Digital Sign Processing - DSP - made too easy the development of the control systems for the Shunt Active Filter, by means based on the philosophy of the Rapid Control Prototyping - RCP - . For the design of the algorithm in real time, a high level programming language like Matlab/Simulink is used. The measurement of the input signals for the RCP becomes by means of single-phase transformers circuits, those provide galvanic isolating between power circuit and control circuit to reduce the levels of these variables until safe limits for DSP system. The simulated and experimental results of a RCP for Shunt Active Filter, implemented in the Laboratory are showed. The performance of the controller under different scenes is evaluated in which, the nature of the nonlinear load is varied and it compares Total Harmonic Distortion and the three-phase Power Factor before and after the inclusion of Shunt Active Filter in the system under test. The conclusions and the future lines of investigation appear finally at the end of this work.