Sistema fotovoltaico para aplicaciones de microinversor basado en un convertidor elevador de condensador no electrolítico y un controlador de modo deslizante
Autores: Ramos-Paja, Carlos Andres; Danilo-Montoya, Oscar; Grisales-Noreña, Luis Fernando
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sistema fotovoltaico para aplicaciones de microinversor basado en un convertidor elevador de condensador no electrolítico y un controlador de modo deslizante
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Fotovoltaico
Sistema
Topología de refuerzo
Microinversores
Controlador de modo deslizante
Estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un sistema fotovoltaico (PV) diseñado para reducir la capacitancia de enlace CC presente en microinversores PV de doble etapa sin aumentar el capacitor que interconecta la fuente PV. Esta solución se basa en una topología de refuerzo modificada, que presenta corriente continua en ambos puertos de entrada y salida. Esta característica permite la implementación de microinversores PV sin capacitores electrolíticos, lo que mejora la fiabilidad en comparación con las soluciones basadas en convertidores clásicos con corriente de salida discontinua y capacitores electrolíticos. Sin embargo, el convertidor de refuerzo modificado presenta un comportamiento dinámico diferente en comparación con el convertidor de refuerzo clásico; por lo tanto, los procesos de diseño y los controladores desarrollados para el convertidor de refuerzo clásico no son aplicables. Este documento también presenta un controlador de modo deslizante diseñado para garantizar la operación estable del microinversor PV alrededor del punto de máxima potencia. Además, esta solución también rechaza las oscilaciones de voltaje al doble de la frecuencia de red generadas por la conexión a la red. La estabilidad global del sistema PV completo se demuestra formalmente utilizando análisis matemáticos, y se propone un proceso de diseño paso a paso tanto para la etapa de potencia como para el sistema de control. Finalmente, el proceso de diseño se ilustra utilizando un ejemplo de aplicación representativo, y se valida el correcto funcionamiento del sistema PV mediante simulaciones circuitales realistas. Los resultados validan la precisión de las ecuaciones teóricas propuestas tanto para el diseño como para el control del novedoso sistema PV, donde se obtuvieron errores inferiores al 4.5% para la predicción de la ondulación y por debajo del 1% para la predicción del comportamiento dinámico.
Descripción
Este documento presenta un sistema fotovoltaico (PV) diseñado para reducir la capacitancia de enlace CC presente en microinversores PV de doble etapa sin aumentar el capacitor que interconecta la fuente PV. Esta solución se basa en una topología de refuerzo modificada, que presenta corriente continua en ambos puertos de entrada y salida. Esta característica permite la implementación de microinversores PV sin capacitores electrolíticos, lo que mejora la fiabilidad en comparación con las soluciones basadas en convertidores clásicos con corriente de salida discontinua y capacitores electrolíticos. Sin embargo, el convertidor de refuerzo modificado presenta un comportamiento dinámico diferente en comparación con el convertidor de refuerzo clásico; por lo tanto, los procesos de diseño y los controladores desarrollados para el convertidor de refuerzo clásico no son aplicables. Este documento también presenta un controlador de modo deslizante diseñado para garantizar la operación estable del microinversor PV alrededor del punto de máxima potencia. Además, esta solución también rechaza las oscilaciones de voltaje al doble de la frecuencia de red generadas por la conexión a la red. La estabilidad global del sistema PV completo se demuestra formalmente utilizando análisis matemáticos, y se propone un proceso de diseño paso a paso tanto para la etapa de potencia como para el sistema de control. Finalmente, el proceso de diseño se ilustra utilizando un ejemplo de aplicación representativo, y se valida el correcto funcionamiento del sistema PV mediante simulaciones circuitales realistas. Los resultados validan la precisión de las ecuaciones teóricas propuestas tanto para el diseño como para el control del novedoso sistema PV, donde se obtuvieron errores inferiores al 4.5% para la predicción de la ondulación y por debajo del 1% para la predicción del comportamiento dinámico.