Compensación de sistemas eléctricos con Acondicionador Unificado de Calidad de la Potencia en topología dual iUPQC

Abstract

La presente investigación tiene como objetivo principal el desarrollo de un sistema de acondicionamiento de potencia unificado modelado como fuentes de corriente y tensión sinusoidales de mediana potencia para sistemas eléctricos de distribución. En su desarrollo se presentan cinco aportes a la investigación en el campo de la calidad de la potencia y los compensadores: primero, un modelo matemático en variables de estado y otro en funciones de conmutación del circuito detallado que permiten la proyección de controladores de lazo de cada uno de los sistemas que componen el circuito del compensador; segundo, se implemento una técnica de control para el lazo de desequilibrio del bus DC de los inversores que permite el uso de menos transductores de tensión para su funcionamiento; tercero, partiendo de la teoría de la potencia reactiva generalizada aplicada a compensadores paralelo de corriente, se implemento un nuevo algoritmo de compensación inmune a huecos y elevaciones de tensión por medio de la aplicación del UVTG (Generador de vector de referencia unitario), que además elimina la necesidad de un circuito de pre-conexión del acondicionador de potencia; cuarto, se ha dado una nueva aplicación de la modulación vectorial espacial SVPWM modificada para funcionar con la aplicación de los vectores homopolares de conmutación la cual fue implementada para el compensador de potencia, permitiendo un mejor aprovechamiento del bus DC de los inversores; y quinto, el enfoque de control presentado en esta investigación, permite dar una nueva aplicación a los acondicionadores unificados de potencia para la compensación de transitorios de tensión en los sistemas eléctricos, aplicación que el modelo clásico de compensación no permitía. Ademas, el trabajo incluye los algoritmos de simulación y de diseño que permitieron probar las teorías formuladas por medio de simulaciones computacionales y compararlas con las técnicas tradicionales

Abstract : This research has as main objective the development of a unified power conditioning system, modeled as sinusoidal voltaje and current power sources for a medium power electrical distribution systems. Five developmental contributions to research in the field of power quality and compensators are presented: first, a mathematical model in space state in switching functions and other in average variables of the detailed circuit that allows projecting loop controllers; second, a control technique was implemented for the imbalance of DC loop bus that allows using less voltage transducers for operation; third, based on the generalized reactive power theory applied to parallel current compensators, a new compensation algorithm immune to voltage sags and swells was implemented through the application of UVTG (unit vector template generator), which eliminates the need for a pre-connection circuit of the power conditioner; fourth, it has given a new application of space vector modulation SVPWM modified to work with the implementation of the zero-sequence vectors that was implemented for the unified power quality conditioner, allowing better use of the DC bus of inverters; and fifth, the presented control scheme, allows to give a new application to the unified power quality conditioners to compensate voltage electromagnetic transients in the electric systems. In addition, the work includes simulation algorithms that made it possible to test theories using computer simulations and compared with traditional techniques