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Modelo de Circuito Básico de Convertidores de Fuente de Voltaje: Metodología y Modelado

Autores: Ndeke, Christian Bipongo; Adonis, Marco; Almaktoof, Ali

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Modelo de Circuito Básico de Convertidores de Fuente de Voltaje: Metodología y Modelado


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas aplicadas

Palabras clave

Convertidores de fuente de voltaje
Modelo de circuito
Estudios de sistemas de energía
Distorsiones armónicas
Fuentes de energía renovable
Calidad de la energía

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los convertidores de fuente de voltaje (VSC) han surgido como componentes clave en los sistemas de energía modernos, facilitando la conversión eficiente de energía y el control flexible del flujo de potencia. Comprender el modelo de circuito fundamental de los VSC es esencial para su modelado y análisis precisos en estudios de sistemas de energía. Un modelo de circuito básico de convertidor de fuente de voltaje conectado a un filtro LC es esencial porque reduce las distorsiones armónicas y mejora la calidad general de la potencia de la microred. Esto garantiza un suministro de energía limpio y estable, que es necesario para la integración de múltiples fuentes de energía renovable y cargas sensibles. En este documento se presenta una metodología integral para desarrollar un modelo de circuito básico de VSC, centrándose en los componentes clave y los principios involucrados. La metodología incluye el modelado de la modulación por ancho de pulso de vector espacial (SVPWM) así como el marco de referencia sincrónico de cuadratura directa cero. Se exploran diferentes controles de diseño, incluyendo el diseño del lazo de control de corriente en el dominio S, el diseño del lazo de control de voltaje del bus de corriente continua (CC) en el dominio S, y el diseño del lazo de control de voltaje de corriente alterna (CA) en el dominio S, para capturar con precisión el comportamiento dinámico y las estrategias de control de los VSC. La metodología propuesta proporciona un marco sistemático para modelar los VSC, permitiendo a ingenieros e investigadores analizar su rendimiento y evaluar su impacto en la estabilidad y operación del sistema de energía. Se pueden realizar estudios futuros utilizando estudios de caso y escenarios de simulación para mostrar la eficiencia y aplicabilidad de los modelos desarrollados en el análisis de aplicaciones de electrónica de potencia basadas en VSC, incluyendo sistemas de transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC) y sistemas de transmisión de corriente alterna flexible (FACTS). La importancia de este trabajo radica en su potencial para avanzar en la comprensión y aplicación de los VSC, contribuyendo a sistemas de energía más resilientes y eficientes. Al proporcionar una base sólida para futuras investigaciones y desarrollos, este estudio apoya la integración continua de fuentes de energía renovable y el avance de la infraestructura eléctrica moderna.

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