Aplicación en línea de SHEM mediante optimización por enjambre de partículas para VSCs de dos niveles de tres fases conectados a la red con voltaje variable en el enlace de CC
Autores: Güvengir, Umut; Çadrc, Ik; Ermi, Muammer
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Aplicación en línea de SHEM mediante optimización por enjambre de partículas para VSCs de dos niveles de tres fases conectados a la red con voltaje variable en el enlace de CC
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Método de eliminación armónica
Convertidores de fuente de voltaje
Optimización de enjambre de partículas
índice de modulación
Matriz de compuertas programable en campo
Fotovoltaico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo está dedicado a una aplicación en línea del método de eliminación selectiva de armónicos (SHEM) a convertidores de fuente de voltaje (VSCs) conectados a la red de tres fases y dos niveles, mediante optimización por enjambre de partículas (PSO). En tales sistemas, la potencia activa puede ser controlada por el ángulo de desplazamiento de fase, y la potencia reactiva por el índice de modulación, frente a variaciones en el voltaje de enlace de corriente continua (DC). Algunos componentes armónicos seleccionados de bajo orden impar en las formas de onda de voltaje de salida de línea a neutro son eliminados al calcular el conjunto de ángulos SHEM continuamente a través del algoritmo PSO desarrollado en hardware de computación basado en arrays de compuertas programables en campo (FPGA) a medida que varía el índice de modulación. El uso de hardware de computación potente permite la eliminación de todos los armónicos hasta el 50º. La función de costo del algoritmo PSO desarrollado se formula utilizando un número óptimo de partículas para obtener una solución óptima global con un valor de ajuste pequeño en cada semiciclo del voltaje de la red y luego actualizando el conjunto de ángulos SHEM al comienzo del próximo ciclo completo. Dado que la convergencia de la solución a un punto mínimo global depende del uso de valores iniciales correctos especialmente para un gran número de ángulos SHEM, también se describe un procedimiento de inicialización generalizado en el artículo. Los resultados teóricos se verifican inicialmente utilizando una co-simulación de hardware. También se prueban utilizando un prototipo de suministro fotovoltaico (PV) a pequeña escala desarrollado específicamente para este propósito. Se demuestra que los armónicos 5º, 7º, 11º, 13º, 17º y 19º son eliminados mediante el cálculo en línea de siete ángulos SHEM a través del algoritmo PSO desarrollado en un módulo FPGA XEM6010-LX150 moderadamente potente e integrado con USB 2.0. Todas las acciones de control y protección y el cálculo de los ángulos SHEM son logrados por un solo chip FPGA y sus periféricos dentro de la placa FPGA.
Descripción
Este artículo está dedicado a una aplicación en línea del método de eliminación selectiva de armónicos (SHEM) a convertidores de fuente de voltaje (VSCs) conectados a la red de tres fases y dos niveles, mediante optimización por enjambre de partículas (PSO). En tales sistemas, la potencia activa puede ser controlada por el ángulo de desplazamiento de fase, y la potencia reactiva por el índice de modulación, frente a variaciones en el voltaje de enlace de corriente continua (DC). Algunos componentes armónicos seleccionados de bajo orden impar en las formas de onda de voltaje de salida de línea a neutro son eliminados al calcular el conjunto de ángulos SHEM continuamente a través del algoritmo PSO desarrollado en hardware de computación basado en arrays de compuertas programables en campo (FPGA) a medida que varía el índice de modulación. El uso de hardware de computación potente permite la eliminación de todos los armónicos hasta el 50º. La función de costo del algoritmo PSO desarrollado se formula utilizando un número óptimo de partículas para obtener una solución óptima global con un valor de ajuste pequeño en cada semiciclo del voltaje de la red y luego actualizando el conjunto de ángulos SHEM al comienzo del próximo ciclo completo. Dado que la convergencia de la solución a un punto mínimo global depende del uso de valores iniciales correctos especialmente para un gran número de ángulos SHEM, también se describe un procedimiento de inicialización generalizado en el artículo. Los resultados teóricos se verifican inicialmente utilizando una co-simulación de hardware. También se prueban utilizando un prototipo de suministro fotovoltaico (PV) a pequeña escala desarrollado específicamente para este propósito. Se demuestra que los armónicos 5º, 7º, 11º, 13º, 17º y 19º son eliminados mediante el cálculo en línea de siete ángulos SHEM a través del algoritmo PSO desarrollado en un módulo FPGA XEM6010-LX150 moderadamente potente e integrado con USB 2.0. Todas las acciones de control y protección y el cálculo de los ángulos SHEM son logrados por un solo chip FPGA y sus periféricos dentro de la placa FPGA.