Algoritmo de control del inversor PWM de apoyo de red operando como fuente de tensión utilizando las tarjetas de National Instruments NI 9606 y NI 9683

Fernández Relea, Luis Carlos (2016). Algoritmo de control del inversor PWM de apoyo de red operando como fuente de tensión utilizando las tarjetas de National Instruments NI 9606 y NI 9683. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Algoritmo de control del inversor PWM de apoyo de red operando como fuente de tensión utilizando las tarjetas de National Instruments NI 9606 y NI 9683
Autor/es:
  • Fernández Relea, Luis Carlos
Director/es:
  • Asensi Orosa, Rafael
  • Uceda Antolín, Javier
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Fecha: Septiembre 2016
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

Texto completo

[img]
Vista Previa
PDF (Document Portable Format) - Se necesita un visor de ficheros PDF, como GSview, Xpdf o Adobe Acrobat Reader
Descargar (6MB) | Vista Previa

Resumen

El desarrollo de la generación distribuida, el almacenamiento de energía eléctrica y la gestión activa de la demanda han aumentado las posibilidades de gestión de las microrredes; lo cual puede favorecer un funcionamiento más eficiente y flexible de la red, ya que la cercanía de la generación distribuida al consumidor reduce las pérdidas de transporte de energía y la integración de generación distribuida y almacenamiento de energía permite mantener microrredes suministradas por generación local. Estas microrredes son redes a pequeña escala formadas por generación distribuida, dispositivos de almacenamiento de energía y cargas conectadas entre sí y controladas jerárquicamente y que tienen capacidad de funcionar conectadas a la red o aisladas de ésta, que previsiblemente se convertirá en el estándar. En tal situación, la implementación de esquemas de control jerárquico para microrredes permite realizar una interacción coordinada con operaciones de control y gestión en la red que mejora la interoperabilidad de las microrredes con la red. Para tal fin se requiere estudiar técnicas de control de convertidores de potencia conectados a la red formando microrredes de alterna. Dentro de los convertidores de potencia, los convertidores de apoyo de red regulan su corriente o su tensión de salida para mantener un valor cercano al nominal de frecuencia y amplitud de tensión. Mientras los convertidores de potencia alimentadores de red requieren de un generador que genere la tensión de la red (y por tanto no puede funcionar en red aislada) y los covertidores de potencia formadores de red funciona específicamente en modo aislado, los convertidores de potencia de apoyo de red se encargan de entregar valores de potencia activa y reactiva adecuados para contribuir a la regulación de la frecuencia y la tensión de la red sin requerir ningún convertidor de potencia formador de red; si además lo controlamos como una fuente de tensión puede funcionar tanto conectado a red como aislado con una impedancia de acoplamiento. Por estos motivos se ha decidido realizar un algoritmo capaz de controlar un convertidor de potencia de apoyo de red funcionando como fuente de tensión. El alumno se familiarizará con el funcionamiento de los controladores lógicos programables y los convertidores de potencia. También adquirirá destreza con software de programación gráfica para aplicaciones de control de instrumentos electrónicos mediante instrumentación virtual. Durante la realización del proyecto fin de carrera el alumno generará un algoritmo capaz de regular un convertidor de potencia, cuya implantación sería muy beneficiosa para el desarrollo de microrredes en tensión. Adicionalmente, la investigación realizada en la consecución de este proyecto fin de carrera generará una documentación que podrá servir para trabajos futuros en el mismo campo de actuación o si se decide profundizar en la realización de este proyecto. Los convertidores de potencia pueden regularse de diversas maneras según la funcionalidad que queramos obtener de ellos, con lo cual es posible utilizar este trabajo en la realización de otros modelos o para ampliar la investigación sobre el tema. También detalla los pasos necesarios para poder realizar proyectos con NI sbRIO y sus productos relacionados, configurar controladores y trabajar con LabVIEW 2012; dicha información facilitará el desarrollo de otros proyectos en esta plataforma. La consecución de este proyecto tiene como finalidad varios objetivos. En primer lugar, conocer los controladores de lógica programables (PLC) adquiridas por el departamento NI sbRIO 9606 y NI sbRIO 9683. En segundo lugar, desarrollar un programa que sea capaz de calcular los pulsos PWM de un inversor necesarios para aplicar la tensión, frecuencia y potencia requerida a la red. Con el cumplimiento de los objetivos arriba descritos, sería posible ayudar a la formación de microrredes energizadas cuando ocurrieran fallos en la red principal, con lo cual mejorarían las posibilidades de distribución de energía y aumentaría la fiabilidad del suministro. La memoria se desglosa en los siguientes capítulos para una cómoda descripción de los temas tratados. El primer capítulo se introduce las bases teóricas sobre las que se asienta el proyecto. En el mismo se definen los principales conceptos que atañen al tema de estudio como las microrredes, los distintos tipos de regulación, la sincronización de microrredes y la base teórica de los esquemas de control. El segundo capítulo describe los componentes físicos con los que se va a trabajar, lo cual incluye a los controladores y al convertidor de potencia. Se detallan los tipos de entrada de los distintos sistemas, tensiones de alimentación, dimensiones de los dispositivos y el tipo de conectores que utilizan. El tercer capítulo explica las características del lenguaje de programación Labview y las herramientas básicas de diseño de instrumentos virtuales (VI), así como las herramientas de NI necesarios para poder operar con los controladores y empezar a trabajar con LabVIEW. También se detallan los recursos disponibles de bloques de lógica configurables y de frecuencia para los controladores de lógica programables junto con una explicación del proceso de compilación del programa en que hay que controlar un uso eficiente de recursos al realizar los bloques de programación. El cuarto capítulo muestra los bloques utilizados en la realización del algoritmo mediante Labview. Cada bloque cuenta con una explicación de su funcionalidad dentro del programa completo junto a una justificación teórica y las decisiones tomadas para poder representar el programa con los recursos limitados de que se disponen. Adicionalmente se incluyen algunos bloques que no se usaron en la versión definitiva del algoritmo pero que ejemplifican mejor las razones por las que se han tomado ciertas decisiones para ahorrar recursos en los controladores de lógica programables y cumplir con las especificaciones de frecuencia. El quinto capítulo detalla los ensayos realizados sobre el algoritmo, tanto la metodología seguida como las conexiones entre equipos. El sexto capítulo refiere los resultados del algoritmo utilizado, la documentación generada, así como las futuras líneas de investigación que pueden desarrollarse a partir del proyecto. El séptimo y octavo capítulos comprenden los gastos incurridos para la realización del proyecto y la organización de tareas realizadas para la consecución de los objetivos junto a una estimación del tiempo que ha requerido cada una de ellas. El noveno capítulo congrega las abreviaturas utilizadas en el texto, su significado y las páginas dentro del documento donde salen. El décimo capítulo reúne un índice de las figuras presentes en el presente documento. El undécimo capítulo incluye la bibliografía que se ha seguido para la documentación y elaboración de la memoria.

Más información

ID de Registro: 44094
Identificador DC: http://oa.upm.es/44094/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:44094
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 12 Dic 2016 07:57
Ultima Modificación: 12 Dic 2016 07:57
  • Open Access
  • Open Access
  • Sherpa-Romeo
    Compruebe si la revista anglosajona en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Dulcinea
    Compruebe si la revista española en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Recolecta
  • e-ciencia
  • Observatorio I+D+i UPM
  • OpenCourseWare UPM