Reducción armónica combinada y regulación de voltaje CC de una sola fuente de CC inversor multinivel de cinco niveles para sistema eléctrico eólico
Autores: Thayumanavan, Porselvi; Kaliyaperumal, Deepa; Subramaniam, Umashankar; Bhaskar, Mahajan Sagar; Padmanaban, Sanjeevikumar; Leonowicz, Zbigniew; Mitolo, Massimo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Reducción armónica combinada y regulación de voltaje CC de una sola fuente de CC inversor multinivel de cinco niveles para sistema eléctrico eólico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Generación de energía eólica
Convertidores electrónicos de potencia
Sistema de conversión de energía eólica
Generador síncrono de imanes permanentes
Convertidor DC-DC
Inversor de cinco niveles
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La generación de energía eólica ha aumentado en los últimos veinte años debido al desarrollo de convertidores electrónicos de potencia. La generación de energía a través del viento tiene ventajas sobre otras fuentes renovables, como tener mayor eficiencia, ser libre de contaminación y estar ampliamente disponible. Los convertidores electrónicos de potencia juegan un papel vital en el sistema de conversión de energía eólica. Este documento presenta un sistema eólico-eléctrico con un generador síncrono de imanes permanentes, un rectificador de diodos, un convertidor DC-DC (convertidor reductor-aumentador o convertidor Cuk) y un inversor trifásico de cinco niveles. El inversor de cinco niveles es una forma modificada de un inversor de puente en H en cascada que utiliza una sola fuente de CC como entrada independientemente de varios niveles y fases. A medida que la velocidad del viento cambia, el voltaje y la frecuencia del Generador Síncrono de Imán Permanente (PMSG) cambian, pero para aplicaciones prácticas, estos cambios no deben permitirse; por lo tanto, se utiliza un controlador de voltaje que mantiene el voltaje de salida de un convertidor DC, y así se obtiene una salida de CA constante. El voltaje del enlace de CC se mantiene en el voltaje deseado por un controlador de voltaje basado en Proporcional más Integral (PI). El voltaje del enlace de CC alimentado al inversor multinivel (MLI) se convierte en CA para alimentar la carga. El MLI se controla con una nueva Eliminación Armónica Seleccionada (SHE), que disminuye la distorsión armónica total (THD). El sistema se simula con una carga resistiva más inductiva (RL) y se prueba experimentalmente con la misma carga; los resultados demuestran que el convertidor Cuk tiene una mejor eficiencia en comparación con el convertidor Buck-Boost, y el sistema tiene menos THD en comparación con la técnica convencional de Modulación por Ancho de Pulso (PWM) de SHE.
Descripción
La generación de energía eólica ha aumentado en los últimos veinte años debido al desarrollo de convertidores electrónicos de potencia. La generación de energía a través del viento tiene ventajas sobre otras fuentes renovables, como tener mayor eficiencia, ser libre de contaminación y estar ampliamente disponible. Los convertidores electrónicos de potencia juegan un papel vital en el sistema de conversión de energía eólica. Este documento presenta un sistema eólico-eléctrico con un generador síncrono de imanes permanentes, un rectificador de diodos, un convertidor DC-DC (convertidor reductor-aumentador o convertidor Cuk) y un inversor trifásico de cinco niveles. El inversor de cinco niveles es una forma modificada de un inversor de puente en H en cascada que utiliza una sola fuente de CC como entrada independientemente de varios niveles y fases. A medida que la velocidad del viento cambia, el voltaje y la frecuencia del Generador Síncrono de Imán Permanente (PMSG) cambian, pero para aplicaciones prácticas, estos cambios no deben permitirse; por lo tanto, se utiliza un controlador de voltaje que mantiene el voltaje de salida de un convertidor DC, y así se obtiene una salida de CA constante. El voltaje del enlace de CC se mantiene en el voltaje deseado por un controlador de voltaje basado en Proporcional más Integral (PI). El voltaje del enlace de CC alimentado al inversor multinivel (MLI) se convierte en CA para alimentar la carga. El MLI se controla con una nueva Eliminación Armónica Seleccionada (SHE), que disminuye la distorsión armónica total (THD). El sistema se simula con una carga resistiva más inductiva (RL) y se prueba experimentalmente con la misma carga; los resultados demuestran que el convertidor Cuk tiene una mejor eficiencia en comparación con el convertidor Buck-Boost, y el sistema tiene menos THD en comparación con la técnica convencional de Modulación por Ancho de Pulso (PWM) de SHE.