| Revista: | Ingeniería (Bogotá) |
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| Número de sistema: | 000538075 |
| ISSN: | 0121-750X |
| Autores: | Lopez Santos, Oswaldo1 Tilaguy Lezama, Sebastian1 Rico Ramirez, Sandra P.1 Cortes Torres, Luis1 |
| Instituciones: | 1Universidad de Ibague, Tolima. Colombia |
| Año: | 2017 |
| Periodo: | May-Ago |
| Volumen: | 22 |
| Número: | 2 |
| Paginación: | 254-268 |
| País: | Colombia |
| Idioma: | Inglés |
| Resumen en español | Contexto: Los microinversores son ampliamente utilizados en instalaciones fotovoltaicas modulares pero su operation con potencia reducida es limitada a inyectar potencia real en la red. Una forma de optimizar el uso de los microinversores consiste en proveerles la capacidad para realizar Filtrado Activo de Potencia (FAP), lo que permite su uso como una unidad tanto de generation como de compensation distribuida, incluso en condiciones desfavorables de irradiation solar. Con esta propuesta, la etapa de salida del mi- croinversor puede suministrar componentes de potencia reactiva y de distorsion para compensar defectos en la calidad de energla de una carga localizada. Metodo: Se propone una estrategia de control no lineal para integrar la funcion FAP en un microinversor fotovoltaico monofasico de dos etapas. La propuesta involucra el uso de la teorla P-Q monofasica para generar la referencia de corriente, control en modo deslizante para conseguir un seguimiento robusto de dicha referencia y control lineal robusto para mantener el balance de potencia regulando el voltaje del bus DC intermedio del microinversor. El control propuesto no requiere del uso de filtros pasa-bajos y en cambio usa un computo recursivo de valor promedio, mejorando el desempeno general del sistema. Resultados: La propuesta teorica es validada usando resultados de simulation en los que se evidencian niveles apropiados de distorsion armonica en la corriente de la red, los cuales se obtienen para diferentes tipos de carga y niveles de potencia. La robustez del sistema de control es puesta a prueba aplicando perturbaciones en el contenido armonico de la corriente de la carga y su nivel de potencia obteniendo un desempeno dinamico adecuado para las exigencias de la aplicacion. Conclusiones: La principal ventaja obtenida con el sistema de control propuesto es la posibilidad de adicionar la función de filtrado activo a los microinversores convencionales para extender su contribución hacia el acondicionamiento eléctrico con la integracción de algunos algoritmos. Se detalla un diseño simple para asegurar confiabilidad, robustez y altos niveles de calidad de potencia. |
| Resumen en inglés | Context: Microinverters are widely used in modular photovoltaic installations but its operation with reduced power is limited to inject real power into the grid. One way to optimize the use of microinverters consist of providing them the Active Power Filtering (APF) capability, which allows its use as both distributed generation and compensation unit even under unfavorable conditions of insolation. With this approach, the output stage of the microinverter can provide reactive and distortive components of power in order to compensate power quality defects of a localized load. Method: This paper proposes a non-linear control strategy to integrate the APF function in a singlephase two-stage photovoltaic microinverter. The proposal involves the use of the single-phase P-Q theory to generate the current reference, sliding mode control to achieve a robust tracking of that reference and linear robust control to maintain the power balance regulating the DC-link voltage of the microinverter. The proposed control does not require the use of low-pass filters and in turn uses a recursive average computation improving the general performance of the system. Results: The theoretical approach is validated by means of simulation results in which appropriate levels of harmonic distortion are obtained in the grid-side current for different load types and power levels. The robustness of the control system is tested by applying disturbances in the harmonic content of the load current and its power level obtaining an appropriate dynamic performance adapted to the demands of the application. Conclusions: The main advantage of this proposal is the possibility to add the active filter function to coventional microinverters extending its capability to power conditioning only integrating some algorithms. A simple design method to ensure reliability, robustness and high power quality is detailed. |
| Palabras clave: | Microinversor, Filtro activo de potencia, Teoría P-Q monofásica, Control en modo deslizante, Control no lineal, Idioma: Inglés |
| Keyword: | Microinverter, Active power filter, Single-phase PQ theory, Sliding-mode control, NonLinear control, Language: English |
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