Browsing by Author "Rohten Carrasco, Jaime Addin"
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Item Estrategias de control y sincronización para convertidores estáticos en sistemas de frecuencia y voltaje variable(Universidad de Concepción, 2017) Rohten Carrasco, Jaime Addin; Espinoza Castro, José RubénThis document presents a power converter study working in a weak grid source, where the source voltage may vary significantly from its nominal condition. This kind of sources are typical of micro grid system working in islanding mode, aircraft, ship electric power systems, where the heavy loads cause a significant impact on the system variables. The impact is mainly due to the low short circuit capability on the power supply, and therefore every equipment connected to this kind of grids should be able to operate under the aforementioned conditions. As a consequence of the problems tied to weak grid sources, this work presents power converter control techniques skilled to work in a wide frequency range but keeping stability and dynamic. Indeed, linear and nonlinear techniques are employed under conditions of frequency variations, where the linear algorithms –based on resonance control- are modified in order to work in a wide frequency range, without the need of change the controller parameters, i.e. grid frequency independent of. On the other hand, nonlinear techniques –based on the predictive methods- are also included on the study, under the presence of a weak grid source. Regardless which control is used –linear or nonlinear- all of them show accurate results in a wide frequency range, also including unbalanced voltage situation. The algorithms are developed with especial emphasis in the computing time reduction in order to work even in high frequencies keeping a fixed number of samples per cycle, which allows to fix the discrete resolution of sinusoidal regardless the actual frequency. The algorithms presented with a strong mathematical base are validated by simulation and experimental results, including frequency variation, sag, swell, unbalance voltage source, among others. In addition, the designed controllers are capable to inject currents with a desired shift angle with respect to the voltage to imposeItem Inyección de energía fotovoltaica mediante máquinas sincrónicas virtuales.(Universidad de Concepción, 2023) Albornoz Figueroa, Miguel Angel; Espinoza Castro, José Rubén; Rohten Carrasco, Jaime AddinLas metas de descarbonización de matrices energéticas han promovido el aumento de la participación de la energía fotovoltaica en las redes eléctricas alrededor del mundo. La inserción a gran escala de esta fuente de energía está cambiando las condiciones de operación de las redes eléctricas, por una parte se están produciendo problemas de sobretensión debido a la inyección de grandes cantidades de potencia activa cuando la demanda es baja y por otra parte se tienen problemas de frecuencia debido a la perdida de inercia de la red, ya que esta fuente de energía se basa en convertidores estáticos de potencia, los cuales no tienen una inercia inherente como si la tienen las máquinas sincrónicas. Para mitigar los problemas de falta de inercia en los sistemas de generación renovable, en este trabajo se propone implementar una estrategia de máquina sincrónica virtual denominada synchronverter en un inversor fotovoltaico con el propósito de proveer las funciones de soporte de frecuencia y voltaje que tienen las máquinas sincrónicas en el inversor fotovoltaico. El principio de funcionamiento de esta estrategia se basa en implementar las ecuaciones que modelan la máquina sincrónica en el microcontrolador del inversor, provocando que, desde el punto de vista de la red, no exista una diferencia notable entre el inversor y una máquina sincrónica. Esta propuesta se valida mediante simulaciones en Psim® y pruebas experimentales en un setup del laboratorio LACCEER de la Universidad del Bío-Bío. En ambos casos queda demostrada la capacidad de proveer las funciones de soporte de voltaje y frecuencia mientras se inyecta energía fotovoltaica, incluyendo el escenario en el que no se dispone de energía solar.Item Sincronización para sistemas alternos y estudio de convertidores estáticos operando bajo frecuencia variable.(Universidad de Concepción, 2013) Rohten Carrasco, Jaime Addin; Espinoza Castro, José RubénLa ciencia ha avanzado en muchos aspectos, especialmente en el área de la tecnología, siendo la columna vertebral la electricidad, por lo que se han desarrollado grandes redes de suministro y distribución. El proceso de mantención del suministro ha llevado definir ciertos estándares y parámetros que deben respetarse dentro de rangos y condiciones establecidas por ley y que dependen de la capacidad de cada red. En principio, la energía alterna, requiere de una variable sinusoidal de amplitud y frecuencia determinada, que puede ser “contaminada” de distintas formas, como lo son los armónicos y/o cargas mal condicionadas que empobrecen la calidad del suministro. Algunas redes son muy grandes en tamaño y poseen gran inercia a los cambios de variables como amplitud de voltaje y frecuencia por lo que se dicen que son muy estables. Sin embargo también hay redes que son mucho más débiles y susceptibles a estas perturbaciones, donde las cantidades eléctricas pueden llegar a tener grandes variaciones. Los equipos conectados a redes débiles deben ser capaces de soportar estas variaciones, teniendo muchos de ellos que estar sincronizados para conocer tanto amplitud como fase de las variables alternas, así un completo estudio de sincronizadores fue hecho, considerando distintas condiciones en la red. Los convertidores estáticos son equipos que requieren de sincronización con la red para un apropiado funcionamiento de su control. El trabajo realizado muestra que ante variaciones de frecuencia y utilizando controladores lineales la estabilidad se ve afectada, mientras que controladores no lineales son más robustos ante estas variaciones. Los resultados muestran que el control lineal posee un rango de ±5 Hz en torno a los 50 Hz en el que asegura estabilidad, mientras que el control no lineal es estable en un rango de por lo menos los 30 a los 90 Hz. Esto es posible gracias a que el control no lineal permite pre-alimenta la frecuencia, lo que da una gran ventaja en equipos conectados en sistemas débiles. También se hace un estudio de estabilidad y región de operación considerando convertidores estáticos que trabajan con frecuencia variable, lo que da como resultado que tanto la estabilidad como la región de operación se ven afectadas con el aumento en la frecuencia, lo que debe ser considerado en el diseño y control de estos equipos.