Modelado Promedio de Convertidores DC/DC/DC de Tres Puertos con Enlace AC de Alta Frecuencia
Autores: Vasquez Mayen, Eduardo; De Jaeger, Emmanuel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelado Promedio de Convertidores DC/DC/DC de Tres Puertos con Enlace AC de Alta Frecuencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Energías renovables
Fuentes fotovoltaicas
Sistemas de almacenamiento de energía en baterías
Convertidores
Convertidores de tres puertos
Modelos promediados
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La transición actual hacia energías renovables ha llevado a una mayor utilización de fuentes fotovoltaicas (FV) y sistemas de almacenamiento de energía en baterías para complementar los paneles FV. Para facilitar la transferencia de energía entre los FV, las baterías y las cargas, se requieren múltiples convertidores. Así, esta transformación en el sistema energético ha resultado en un aumento de los elementos interconectados por convertidores. En este contexto, los convertidores de tres puertos permiten reemplazar múltiples convertidores por uno solo. Estos convertidores de tres puertos utilizan un enlace resonante de CA de alta frecuencia para la transferencia bidireccional de energía a través de los diferentes puertos. Esta arquitectura utiliza múltiples interruptores y tiene una frecuencia de operación variable. Estas características hacen que la simulación de estos convertidores sea computacionalmente pesada. Por lo tanto, se requieren modelos promediados, especialmente para simular múltiples convertidores conectados en paralelo o que componen una microrred. En este documento, se desarrolla un modelo promediado para este tipo de convertidor. La metodología se demuestra primero y se aplica a un convertidor DC/DC de dos puertos, y posteriormente se extiende a la versión de tres puertos DC/DC/DC. Después, se proponen estrategias de control para convertidores DC/DC/DC de tres puertos basadas en los elementos conectados a sus puertos. El modelo desarrollado para convertidores DC/DC/DC de tres puertos se implementa en una microrred DC aislada para demostrar su operación en paralelo. Los modelos promediados desarrollados y la microrred DC de prueba se implementan en MATLAB/Simulink.
Descripción
La transición actual hacia energías renovables ha llevado a una mayor utilización de fuentes fotovoltaicas (FV) y sistemas de almacenamiento de energía en baterías para complementar los paneles FV. Para facilitar la transferencia de energía entre los FV, las baterías y las cargas, se requieren múltiples convertidores. Así, esta transformación en el sistema energético ha resultado en un aumento de los elementos interconectados por convertidores. En este contexto, los convertidores de tres puertos permiten reemplazar múltiples convertidores por uno solo. Estos convertidores de tres puertos utilizan un enlace resonante de CA de alta frecuencia para la transferencia bidireccional de energía a través de los diferentes puertos. Esta arquitectura utiliza múltiples interruptores y tiene una frecuencia de operación variable. Estas características hacen que la simulación de estos convertidores sea computacionalmente pesada. Por lo tanto, se requieren modelos promediados, especialmente para simular múltiples convertidores conectados en paralelo o que componen una microrred. En este documento, se desarrolla un modelo promediado para este tipo de convertidor. La metodología se demuestra primero y se aplica a un convertidor DC/DC de dos puertos, y posteriormente se extiende a la versión de tres puertos DC/DC/DC. Después, se proponen estrategias de control para convertidores DC/DC/DC de tres puertos basadas en los elementos conectados a sus puertos. El modelo desarrollado para convertidores DC/DC/DC de tres puertos se implementa en una microrred DC aislada para demostrar su operación en paralelo. Los modelos promediados desarrollados y la microrred DC de prueba se implementan en MATLAB/Simulink.