CONTROL PREDICTIVO MULTIOBJETIVO DE UN CONVERTIDOR H-NPC TRIFÁSICO

ASTORGA CONCHA, JUAN PABLO (2016)

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Tesis Pregrado

The predictive control in multilevel converters has been used in applications giving rise to an interesting proposal as an alternative to classical techniques like linear control and PWM modulation, this due to its direct implementation. Particularly, in the strategy proposed in this document, “Finite Control Set Model Predictive Control (FCSMPC)”, switching states are applied directly to the power converter without requiring a previous stage of PWM modulation, providing simple and efficient calculations for different control objectives. FCS-MPC applications are observed today in drives, active filters and renewable energy sistems among others. This paper emphasizes the area of renewable energy, because it proposes the FCS-MPC control of H-NPC converter within a grid-connected photovoltaic power system. Precisely the major objective of this work correspond to ensure a good power quality delivery from the convertor to the distribution system. This document presents the topology of the entire PV scheme proposed with their respective equations to command it, with the development of predictive FCS-MPC algorithm and implementation. Finally, the results of system performance are shown. IV

El control predictivo en convertidores multinivel se ha ido utilizando en aplicaciones de electrónica de potencia dando origen a una interesante propuesta de control como alternativa a las técnicas clásicas de control lineal y modulación PWM, esto debido a su directa implementación. Particularmente en la estrategia abordada en este documento, “Finite Control Set Model Predictive Control (FCS-MPC)”, los estados de conmutación se aplican directamente al convertidor de potencia prescindiendo así de una etapa previa de modulación, proporcionando simples y eficientes cálculos para diferentes objetivos de control. Aplicaciones de FCS-MPC se observan hoy en motores, filtros activos y energías renovables entre otros. Es en esta última aplicación donde este trabajo hace hincapié, ya que propone controlar mediante esta estrategia un convertidor H-NPC para un sistema fotovoltaico (PV) con inyección de energía eléctrica a la red. Así es como se vislumbra un objetivo importante de este trabajo, el cual corresponde a que el convertidor asegure entregar una buena calidad de energía a la red. Este documento presenta la topología de todo el esquema PV propuesto con sus respectivas ecuaciones que lo comanden, junto al desarrollo del algoritmo predictivo del FCS-MPC y su implementación, ilustrando finalmente resultados gráficos del funcionamiento del sistema.