Filtro LCL para convertidores de potencia en microrredes aisladas.

Abstract

Con la creciente demanda de energía en los últimos años, la investigación en fuentes de generación distribuida (DGS, Distributed Generation Sources) basadas en energía renovable cobra más importancia en la actualidad. Esto debido a las diferentes prestaciones que pueden llegar a ofrecer. Dentro de las DGS se encuentran las microrredes (MGs, Microgrids), las cuales trabajan como redes de pequeña escala y pueden funcionar como sistemas aislados. El desarrollo de una MG comienza con el estudio del convertidor de potencia. Este elemento va conectado a la red a través de un filtro y se encarga de suministrar energía a las diferentes cargas de la red. Para este tipo de aplicaciones, se usa habitualmente filtros con configuración LCL (inductor- capacitor-inductor) debido a sus altas prestaciones de filtrado y su bajo costo. El objetivo de este trabajo se centra en desarrollar un filtro LCL para convertidores de potencia en MGs aisladas tomando en consideración sus características dinámicas en el proceso. Para esto, es indispensable partir desde el análisis del convertidor de potencia conectado a la red en donde el filtro LCL, actúa como el medio de conexión entre los dos sistemas para evitar la conexión directa. El proceso se ejecuta partiendo por el diseño del filtro LCL usando un modelo obtenido de la literatura. Luego, se llevan a cabo las pruebas de funcionamiento mediante el uso de software matemático. La simulación se realiza en base a una metodología propuesta que consiste en el uso de modelos matemáticos simplificados de convertidores conectados a la red. El convertidor se diseña con base a los resultados obtenidos mediante el desarrollo del modelo matemático. Además, el control que se utiliza en el convertidor está basado en un controlador PI (Proporcional-Integral) orientado a la tensión de salida. Las pruebas de funcionamiento se llevan a cabo y se introducen cargas adicionales al sistema para evaluar su estabilidad y rendimiento. Los resultados obtenidos evidencian la estabilidad y la fiabilidad del modelo propuesto para una posible implementación real. Finalmente, se puede concluir que la metodología de diseño propuesta es aplicable para evaluar posibles trabajos futuros, en MGs.