| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| CONTRIBUTIONS TO IMPEDANCE SHAPING CONTROL TECHNIQUES FOR POWER ELECTRONIC CONVERTERS | | Autor/a | Serrano Delgado, Javier | | Departamento | Electrónica | | Director/a | Rizo Morente, Mario | | Codirector/a | Cóbreces Álvarez, Santiago | | Fecha de defensa | 11/02/2022 | | Calificación | Sobresaliente Cum Laude | | Programa | Electrónica: Sistemas Electrónicos Avanzados. Sistemas Inteligentes (RD 99/2011) | | Mención internacional | Si | | Resumen | El conformado de la impedancia o admitancia mediante control para convertidores electrónicos
de potencia permite alcanzar entre otros objetivos: mejora de la robustez de los controles
diseñados, amortiguación de la dinámica de la tensión en caso de cambios de carga, y
optimización del filtro de red y del controlador en un solo paso (co-diseño). La conformación de
la impedancia debe ir siempre acompañada de un buen seguimiento de referencias. Por tanto,
la idea principal es diseñar controladores con una estructura sencilla que equilibren la
consecución de los objetivos marcados en cada caso. Este diseño se realiza mediante técnicas
modernas, cuya resolución (síntesis del controlador) requiere de herramientas de optimización.
La principal ventaja de estas técnicas sobre las clásicas, es decir, las basadas en soluciones
algebraicas, es su capacidad para tratar problemas de control complejos (plantas de alto orden
y/o varios objetivos) de una forma considerablemente sistemática. El primer problema de
control por conformación de la impedancia consiste en reducir el sobreimpulso de tensión ante
cambios de carga y minimizar el tamaño de los componentes del filtro pasivo en los
convertidores DC-DC. Posteriormente, se diseñan controladores de corriente y tensión para un
inversor DC-AC trifásico que logren una estabilidad robusta del sistema para una amplia variedad
de filtros. La condición de estabilidad robusta menos conservadora, siendo la impedancia de la
red la principal fuente de incertidumbre, es el índice de pasividad. En el caso de los controladores
de corriente, el impacto de los lazos superiores en la estabilidad basada en la impedancia
también se analiza mediante un índice adicional: máximo valor singular. Cada uno de los índices
se aplica a un rango de frecuencias determinado. Finalmente, estas condiciones se incluyen en
el diseño en un solo paso del controlador de un convertidor back-to-back utilizado para operar
generadores de inducción doblemente alimentados (aerogeneradores tipo 3) presentes en
algunos parques eólicos. Esta solución evita los problemas de oscilación subsíncrona, derivados
de las líneas de transmisión con condensadores de compensación en serie, a los que se
enfrentan estos parques eólicos. Los resultados de simulación y experimentales demuestran la
eficacia y versatilidad de la propuesta |
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