Evaluación de la conversión de energía en componentes pasivos de sistemas fotovoltaicos monofásicos interconectados a la red
Autores: Adamas-Pérez, Heriberto; Ponce-Silva, Mario; Mina-Antonio, Jesús Darío; Claudio-Sánchez, Abraham; Rodríguez-Benítez, Omar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación de la conversión de energía en componentes pasivos de sistemas fotovoltaicos monofásicos interconectados a la red
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Retorno de energía
Conectado a la red
Sistemas fotovoltaicos
Capacitor de enlace
Filtro en L
Voltaje del bus de CC
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta un análisis matemático de cómo el retorno de energía en sistemas fotovoltaicos monofásicos conectados a la red afecta el dimensionamiento de los componentes pasivos. El retorno de energía afecta el tamaño del capacitor de enlace, haciéndolo más grande de lo reportado en la literatura. Uno de los puntos principales de este artículo es que se analiza un inversor conectado a la red utilizando un convertidor CC-CC con un capacitor de enlace apropiado. El retorno de energía es causado por el valor (en unidades de Henry) del filtro L, que también es analizado en este artículo. El análisis muestra que hay una relación entre el valor del filtro L y el voltaje del bus CC. El análisis asume dos condiciones: (1) el voltaje del bus CC siempre es mayor que el valor pico del voltaje sinusoidal de la red, y (2) hay un factor de potencia unitario en el punto de conexión entre la red y el filtro L. Para operar en un lazo abierto, se calcula un ángulo de fase de compensación e se introduce en la modulación del inversor monofásico; este ángulo de fase compensa el desfase causado por el filtro L, evitando el uso de un sistema de control de lazo de fase (PLL). La corriente de ondulación del filtro L es evaluada mediante análisis de Fourier, y el voltaje de ondulación del bus CC es evaluado considerando la energía devuelta al capacitor de enlace. Los resultados de los análisis se comparan con los métodos existentes reportados en la literatura. Los resultados también muestran que, para minimizar el valor del filtro L, el voltaje CC debe ser casi igual al voltaje máximo de la red. Se desarrollan ecuaciones para evaluar el valor del capacitor de enlace CC y el filtro L en función de sus ondulaciones. Los resultados fueron verificados con simulaciones en Simulink y experimentalmente.
Descripción
Este artículo presenta un análisis matemático de cómo el retorno de energía en sistemas fotovoltaicos monofásicos conectados a la red afecta el dimensionamiento de los componentes pasivos. El retorno de energía afecta el tamaño del capacitor de enlace, haciéndolo más grande de lo reportado en la literatura. Uno de los puntos principales de este artículo es que se analiza un inversor conectado a la red utilizando un convertidor CC-CC con un capacitor de enlace apropiado. El retorno de energía es causado por el valor (en unidades de Henry) del filtro L, que también es analizado en este artículo. El análisis muestra que hay una relación entre el valor del filtro L y el voltaje del bus CC. El análisis asume dos condiciones: (1) el voltaje del bus CC siempre es mayor que el valor pico del voltaje sinusoidal de la red, y (2) hay un factor de potencia unitario en el punto de conexión entre la red y el filtro L. Para operar en un lazo abierto, se calcula un ángulo de fase de compensación e se introduce en la modulación del inversor monofásico; este ángulo de fase compensa el desfase causado por el filtro L, evitando el uso de un sistema de control de lazo de fase (PLL). La corriente de ondulación del filtro L es evaluada mediante análisis de Fourier, y el voltaje de ondulación del bus CC es evaluado considerando la energía devuelta al capacitor de enlace. Los resultados de los análisis se comparan con los métodos existentes reportados en la literatura. Los resultados también muestran que, para minimizar el valor del filtro L, el voltaje CC debe ser casi igual al voltaje máximo de la red. Se desarrollan ecuaciones para evaluar el valor del capacitor de enlace CC y el filtro L en función de sus ondulaciones. Los resultados fueron verificados con simulaciones en Simulink y experimentalmente.