Este documento propone una configuración novedosa de un doble UPQC alimentado por un doble sistema fotovoltaico (PV), en adelante denominado 2UPQC-2PV, para mejorar el rendimiento de la calidad de energía en un sistema de distribución monofásico de 220 V/50 Hz. La configuración 2UPQC-2PV se propone para anticipar la posible falla de ambos inversores en uno de los circuitos UPQC. El arreglo PV reemplaza el capacitor de enlace DC para mantener su voltaje conectado al enlace DC del UPQC constante, mientras al mismo tiempo suministra potencia activa a la carga durante una interrupción de voltaje. Se utiliza el método dual-fuzzy Sugeno (dual-FS) para superar las debilidades del control dual-proporcional-integral (dual-PI) en la determinación de los parámetros óptimos de las constantes proporcional e integral.
1.Introducción
Numerosos artículos han discutido la implementación de circuitos y controles de doble UPQC para mejorar la calidad de energía en la red de distribución de baja tensión. Se utilizó la teoría de sincronización de referencia sinusoidal para construir un enfoque de control UPQC sencillo en el marco de referencia ABC, mientras que en otros estudios, se compararon dos controles distintos para generar una señal de modulación por ancho de pulso (PWM) utilizando los marcos de referencia α−β y d-q, respectivamente. Ya se han realizado simulaciones y pruebas de laboratorio comparando el rendimiento operativo de un UPQC individual y un doble UPQC en un sistema trifásico de tres hilos (3P3W) bajo fallos estáticos y dinámicos, así como proporcionando ajustes adicionales a la tensión de la red. Según los datos de simulación y experimentales, el doble UPQC fue capaz de producir un mejor rendimiento estático y dinámico que el UPQC individual.
2.Método de Investigación
En este estudio, el circuito monofásico Se-AF consiste en cuatro interruptores MOSFET (MO1, MO2, MO3 y MO4) que inyectan un voltaje compensador al bus de carga cuando ocurre un hundimiento o sobretensión en el bus de fuente. El circuito monofásico Sh-AF consiste en cuatro interruptores IGBT (IG1, IG2, IG3 y IG4) que inyectan corriente de compensación armónica al bus de fuente debido a la presencia de una carga no lineal (NL). En el modelo propuesto, la NL es un rectificador de puente completo con diodos (D1, D2, D3 y D4) conectados a una carga DC RL.
Los dos dispositivos electrónicos de potencia propuestos son el 1UPQC-1PV y los arreglos 2UPQC-2PV. Para superar las deficiencias del sistema 1UPQC-1PV y mantener la magnitud del voltaje de la carga, al mismo tiempo que se reduce el THD del voltaje de la carga y se proporciona al bus de carga un suministro de potencia activa más estable en caso de interrupción del voltaje en el bus de fuente, se propone el sistema 2UPQC-2PV. A diferencia de otros estudios, el circuito UPQC propuesto no incluye un capacitor de enlace DC.
3.Resultados y Discusión
Utilizando Matlab Simulink, cada combinación de modelos se ejecuta según el caso propuesto para obtener las formas de onda del voltaje de fuente (VS), voltaje en serie (VSE), voltaje de carga (VL), corriente de fuente (IS), corriente en paralelo (ISH) y corriente de carga (IL). Basándose en las formas de onda, se obtienen sus magnitudes y THD correspondientes. La medición de la magnitud del voltaje, la corriente nominal y los valores de THD en cada combinación UPQC-PV se realizó en 3 ciclos entre 0.22 s-0.28 s. El siguiente proceso realiza simulaciones en varios casos propuestos para obtener curvas y determinar los valores de voltaje PV (VPV), corriente PV (IPV) y potencia PV (PPV), y su contribución a los cambios en la potencia activa de la carga (PL), lo cual se lleva a cabo en un ciclo a 0.25 s. El valor de la potencia PV se mide después del circuito del convertidor elevador DC-DC, por lo que su valor es el mismo que la potencia del enlace DC porque el circuito UPQC no utiliza capacitores.
4.Conclusión
La configuración 2UPQC-2PV para mejorar el rendimiento de la calidad de energía en un sistema de distribución monofásico de 220 V/50 Hz se ha implementado junto con la configuración 1UPQC-1PV. La configuración 2UPQC-2PV se propone para anticipar la falla de los dos inversores en uno de los circuitos UPQC. El modelo propuesto no utiliza un capacitor de enlace DC, cuyo papel es reemplazado por un generador PV para mantener el voltaje DC del UPQC constante, mientras al mismo tiempo suministra potencia a la carga durante interrupciones. Se utiliza el método dual-FS para superar las debilidades del control dual-PI en la determinación de los parámetros óptimos de las constantes proporcional e integral. Se realizan simulaciones de perturbaciones para las configuraciones 2UPQC-2PV y 1UPQC-1PV utilizando controles dual-FS y dual-PI, y tres casos, es decir, Caso 1 (S-Hundimiento-NL), Caso 2 (S-Sobretensión-NL), Caso 3 (S-Inter-NL).
Fuente: IEEE Xplore
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