VM04 Andres Leon Convertidores AC DC

Control de Convertidores AC-DCAplicaciones en Sistemas Electricos

Jornadas de Posgrado IIIE

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Introduccion

Part I

IntroduccionAplicaciones y Modelado del Convertidor AC-DC

Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 2 / 18

IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC

Motivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Aplicaciones y Ventajas

B Celda basica en muchas aplicaciones industrialesI Conversion de potencia AC-DC-AC

I Accionamientos de velocidad variable

I Generacion alternativa (solar, eolica, mareomotriz, etc.)

I Filtros activos

I FACTS, CUPS, HVDC

B Flujo de potencia bidireccional

B Control independiente de P y Q

B Bajo ındice de THD

B Alto nivel de control del bus de DC



Dos topologıas de Convertidores AC-DC



Topologıas de FACTSSistemas de Transmision

Sistema de Transmision AC Flexible (FACTS)

Sistema de transmision en corriente alterna que incorpora electronica depotencia y otros controladores estaticos (no basados en electronica) paraampliar la controlabilidad y aumentar la capacidad de transferir potencia.



Aplicaciones de CUPS - Sistemas de Energıa PersonalizadosDSTATCOM y DVR - Sistemas de Distribucion



Aplicaciones de CUPS - Sistemas de Energıa PersonalizadosAcondicionador Unificado de Calidad de la Potencia (UPQC)



Aplicaciones de Transmision en HVDC

Proyectos de Transmision en HVDC

La capacidad mundial de transmision en HVDC es de140GW repartidos en 145 proyectos

B Suministro de energıa a islas y crucede mares

B Parques eolicos offshore

B Conexiones asıncronas

B Alimentacion a densos centros urbanos






























Proyectos ABB de HVDC Classic (Thyristor valve) y Light (IGBT) (2007)

Interconexion back-to-back Argentina-Brasil: Garabı (2002)

2200MW, AC 500kV, DC ±70kV, 50-60Hz



Proyectos ABB de HVDC Classic (Thyristor valve) y Light (IGBT) (2010)

Interconexion back-to-back Argentina-Brasil: Garabı (2002)

2200MW, AC 500kV, DC ±70kV, 50-60Hz



WECS Basado en Maquina Sincronica de Imanes PermanentesDirect Drive o Full Converter



Sistemas de Conversion de Energıa Eolica (WECS)Diferentes Topologıas de Convertidores



Conexion a Red de Fuentes Alternativas de Energıas



Nuevos Sistemas de Potencia



Circuito Electrico de un Convertidor AC-DC (Modelo Conmutado)

B Diseno del filtro y frecuencia de conmutacion

B Verificacion del controlador

B Simulacion detallada



Circuito Electrico Equivalente (Modelo Promediado)

B Diseno de controladores y estimadores de estados

Liα = −Riα + ηαvdc − vα

Liβ = −Riβ + ηβvdc − vβ

Cdc ˙vdc = −3

2(ηαiα + ηβ iβ) +

pLvdc

⇒ +iL ⇒ +vdcRL

El modelo del convertidor AC-DC es ...

B No Lineal

B Multi-entrada multi-salida

B La tension DC es una salida de fase no minima







Cdc ˙vdc = −3


pLvdc

⇒ +iL ⇒ +vdcRL


B No Lineal









Cdc ˙vdc = −3


pLvdc

⇒ +iL ⇒ +vdcRL


B No Lineal









Cdc ˙vdc = −3


pLvdc

⇒ +iL ⇒ +vdcRL


B No Lineal









Cdc ˙vdc = −3


pLvdc

⇒ +iL ⇒ +vdcRL


B No Lineal





Futuros Desarrollos

B Estudio de la incorporacion en gran escala de generadores basados en energıasalternativas operando en una red electrica inteligente (smart grids)

B Utilizando los convertidores de aerogeneradores de velocidad variable reducir laSSR en generadores sincronicos y turbinas eolicas

B Diseno de mecanismos de sincronizacion y controladores para mejorar eldesempeno, en presencia de armonicos en la red electrica

B Utilizacion de mediciones remotas para la coordinacion de SG, FACTS, y WECSpara mejorar la estabilidad, soporte de la regulacion de frecuencia, etc.



Futuros Desarrollos







Futuros Desarrollos







Futuros Desarrollos







MUCHAS GRACIAS!


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