Optimización numérica de las ondulaciones de conmutación en el convertidor de refuerzo doble dual a través del algoritmo evolutivo L-SHADE
Autores: Rodríguez, Alma; Alejo-Reyes, Avelina; Cuevas, Erik; Robles-Campos, Héctor R.; Rosas-Caro, Julio C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Optimización numérica de las ondulaciones de conmutación en el convertidor de refuerzo doble dual a través del algoritmo evolutivo L-SHADE
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Energía renovable
Modelos matemáticos
Modulación de ancho de pulso
Ciclos de trabajo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores basados en electrónica de potencia son circuitos esenciales en aplicaciones de energía renovable como la electricidad generada con paneles fotovoltaicos. La investigación en el campo está recibiendo una atención creciente debido a los problemas del cambio climático y su posible atenuación con el uso de energía renovable. Los modelos matemáticos de los convertidores se están utilizando para optimizar varios aspectos de su funcionamiento. Este artículo está dedicado a optimizar (a través del modelo matemático y un algoritmo evolutivo) el funcionamiento de un convertidor de última generación. El convertidor, que está compuesto por dos partes o fases, está controlado por modulación de ancho de pulso con dos señales de conmutación (una para cada fase). El convertidor proporciona por sí mismo una baja ondulación de conmutación tanto en la tensión de salida como en la corriente de entrada, lo cual es beneficioso para aplicaciones de energía renovable. En la operación tradicional, una de las señales de conmutación tiene una dependencia algebraica de la otra. Este artículo propone una nueva forma de seleccionar el ciclo de trabajo para ambas señales. En el método propuesto, los ciclos de trabajo de ambas fases se consideran independientes entre sí; esto proporciona un grado adicional de libertad; por otro lado, esto produce que las posibles combinaciones de ciclos de trabajo que producen una cierta ganancia de voltaje sean infinitas, convirtiéndose en un problema con infinitas soluciones posibles. El método propuesto utiliza un algoritmo de evolución diferencial adaptativo basado en el éxito lineal con reducción lineal de población, también llamado algoritmo L-SHADE para simplificar, para encontrar los dos ciclos de trabajo que logran la ganancia de voltaje deseada y para minimizar la ondulación de conmutación de los convertidores. Los resultados obtenidos se comparan con la operación anterior del convertidor; la operación propuesta logra una menor ondulación de voltaje de salida al mismo tiempo que logra la operación deseada (ganancia de voltaje).
Descripción
Los convertidores basados en electrónica de potencia son circuitos esenciales en aplicaciones de energía renovable como la electricidad generada con paneles fotovoltaicos. La investigación en el campo está recibiendo una atención creciente debido a los problemas del cambio climático y su posible atenuación con el uso de energía renovable. Los modelos matemáticos de los convertidores se están utilizando para optimizar varios aspectos de su funcionamiento. Este artículo está dedicado a optimizar (a través del modelo matemático y un algoritmo evolutivo) el funcionamiento de un convertidor de última generación. El convertidor, que está compuesto por dos partes o fases, está controlado por modulación de ancho de pulso con dos señales de conmutación (una para cada fase). El convertidor proporciona por sí mismo una baja ondulación de conmutación tanto en la tensión de salida como en la corriente de entrada, lo cual es beneficioso para aplicaciones de energía renovable. En la operación tradicional, una de las señales de conmutación tiene una dependencia algebraica de la otra. Este artículo propone una nueva forma de seleccionar el ciclo de trabajo para ambas señales. En el método propuesto, los ciclos de trabajo de ambas fases se consideran independientes entre sí; esto proporciona un grado adicional de libertad; por otro lado, esto produce que las posibles combinaciones de ciclos de trabajo que producen una cierta ganancia de voltaje sean infinitas, convirtiéndose en un problema con infinitas soluciones posibles. El método propuesto utiliza un algoritmo de evolución diferencial adaptativo basado en el éxito lineal con reducción lineal de población, también llamado algoritmo L-SHADE para simplificar, para encontrar los dos ciclos de trabajo que logran la ganancia de voltaje deseada y para minimizar la ondulación de conmutación de los convertidores. Los resultados obtenidos se comparan con la operación anterior del convertidor; la operación propuesta logra una menor ondulación de voltaje de salida al mismo tiempo que logra la operación deseada (ganancia de voltaje).