Aplicación de control predictivo a filtro activo paralelo multinivel.
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2013
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Abstract
El objetivo de este documento es mostrar el diseño e implementación de un filtro activo de nueve niveles controlado por medio de un esquema de control llamado Control Predictivo con Estados Finitos. Este método de control se basa en escoger la mejor combinación de variables (manipuladas) con el fin de optimizar una función de costos (la que depende de variables de desempeño del sistema), aprovechando la naturaleza discreta del inversor. Las ventajas de este método de control radican en su simplicidad, dado que es muy fácil de entender, es fácil de ajustar y también es fácil cambiar los objetivos de control e imponer restricciones. Como contraparte, la principal desventaja es que requiere de un sistema de muestreo y control muy rápido para lograr resolver el problema de optimización en tiempo real.
El filtro activo está compuesto de un inversor del tipo asimétrico con puentes H en cascada de dos celdas. Las celdas son alimentadas con voltajes en relación 1:3 para así lograr un máximo de 9 niveles de tensión de salida. El filtro activo se opera como una fuente de corriente, en paralelo con la carga no lineal (carga contaminante). Como sistema para la generación de la referencia de las corrientes del filtro, para el caso monofásico, se usó un método muy conocido basado en el control de la corriente de red por medio de un controlador PI. Para el caso trifásico se aplicó la teoría de potencias instantáneas, una técnica ampliamente usada en este tipo de aplicaciones ya que permite controlar en todo momento la corriente necesaria para compensar tanto armónicas como el factor de potencia.
El filtro activo está compuesto de un inversor del tipo asimétrico con puentes H en cascada de dos celdas. Las celdas son alimentadas con voltajes en relación 1:3 para así lograr un máximo de 9 niveles de tensión de salida. El filtro activo se opera como una fuente de corriente, en paralelo con la carga no lineal (carga contaminante). Como sistema para la generación de la referencia de las corrientes del filtro, para el caso monofásico, se usó un método muy conocido basado en el control de la corriente de red por medio de un controlador PI. Para el caso trifásico se aplicó la teoría de potencias instantáneas, una técnica ampliamente usada en este tipo de aplicaciones ya que permite controlar en todo momento la corriente necesaria para compensar tanto armónicas como el factor de potencia.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2013