Desarrollo de modelos para simulación de Filtros Activos de Potencia tipo Shunt para baja y media tensión en plataforma MATLAB.

Abstract

En este trabajo se presenta el desarrollo de modelos para simulación de Filtros Activos de Potencia tipo Shunt para configuraciones de baja y media tensión, implementado en plataforma MATLAB/Simulink por ser una herramienta de propósito general y, en particular, por su uso simple y rápido. La topología para la configuración de baja tensión corresponde a un inversor fuente de voltaje puente completo o Puente de Graetz (dos niveles), mientras que la configuración de media tensión corresponde a un inversor fuente de voltaje NPC de tres niveles, en base al concepto de multinivel para inversores. Las técnicas de control de corriente utilizada dependen de la configuración y, en este trabajo, tratan de control por banda de histéresis y control por portadora triangular. Esta última se implementa con una frecuencia de conmutación de 1.75 [kHz]. El sistema de control de los filtros que determina las señales de referencia contempla la Teoría del Marco de Referencia Síncrono o d-q por su baja complejidad para implementación en plataforma MATLAB/Simulink. Se abordan las principales consideraciones de diseño de los circuitos de potencia para su simulación en plataforma MATLAB/Simulink. Finalmente, se muestra la metodología e implementación de la simulación para los distintos casos, entregando los resultados obtenidos y evaluando su desempeño en la compensación, donde se nota una significativa disminución en el THD para distintos tiempos de muestreo que facilita la plataforma.

This work presents the development of models for the simulation of Shunt Active Power Filters for low and medium voltage configurations, implemented in the MATLAB/ Simulink platform because it is a general purpose tool and, in particular, because of its simple and fast use. The topology for the low voltage configuration corresponds to a full bridge voltage source inverter or Graetz Bridge (two levels), while the medi um voltage configuration corresponds to a three level NPC voltage source inverter, based on the concept of multilevel for inve rters. The current control techniques used depend on the configuration and, in this work, they deal with control by hysteresis ban d and control by triangular carrier. The latter is implemented with a switching frequency of 1.75 [kHz]. The filter control system that determines the reference signals contemplates the Synchronous Reference Frame Theory or d q due to its low complexity fo r implementation on the MATLAB/Simulink platform. The main design considerations of power circuits for their simulation on the MATLAB/Simulink platform are addressed. Finally, the methodology and implementation of the simulation for the different cases is shown, delivering the results obtained and evaluating its performance in compensation, where a significant decrease in the THD is noted for different sampling times provided by the platform.