Estrategias de control de un compensador paralelo de reactiva en redes con tensiones desequilibradas

Résumé

En las últimas décadas el uso de convertidores electrónicos conectados en paralelo con la red con el propósito de compensar reactiva ha aumentado considerablemente. Una de las finalidades de estos convertidores suele ser mejorar la calidad de las redes eléctricas a las que se conectan. De esta manera en el caso de cargas industriales se consigue corregir el factor de potencia o compensar los desequilibrios y/o armónicos de corriente que generan. Otro campo muy común de aplicación de este tipo de soluciones son los generadores eólicos, los cuales presentan problemas a la hora de afrontar los repentinos huecos de tensión equilibrados o desequilibrados que pueden producirse en las redes eléctricas a las que se conectan. Cabe destacar que dichos generadores eólicos tienden a desconectarse de la red eléctrica ante estas situaciones pudiendo llegar a empeorar las condiciones de dicha red. También en estos casos una de las soluciones posibles es la utilización de compensadores paralelos de reactiva, los cuales contribuyen en la recuperación de la falta inyectando corriente reactiva. Por todo ello existen diversas técnicas de control para estos compensadores paralelos de reactiva los cuales en muchas ocasiones deben trabajar con tensiones y corrientes perturbadas, con unas características muy alejadas de las ideales. Esto hace que incluso los propios convertidores puedan llegar a desconectarse de la red cancelando su contribución. Para impedir estas situaciones se implementan diferentes métodos de limitación los cuales limitan la actividad del convertidor evitando las condiciones que dan lugar a su desconexión. Estos algoritmos de limitación no siempre respetan las estrategias de control utilizadas y además supervisan únicamente la corriente. Esta tesis aborda el objetivo de desarrollar algoritmos de limitación que respeten en todo momento las estrategias de control y que además aseguren que ninguna de las variables críticas supere su límite. En este sentido cabe destacar que han sido tres las variables que se han considerado críticas por entender que el superar sus correspondientes límites podría acarrear problemas de funcionamiento o incluso peligrar la integridad del convertidor. Por último, cabe destacar que se han desarrollado dos nuevos algoritmos de limitación, los cuales han sido probados tanto en simulación como en una plataforma experimental de laboratorio afrontando diferentes objetivos. De esta manera se ha demostrado la efectividad de dichos algoritmos y su implementabilidad en tiempo real.