Análisis del efecto de la variación de parámetros del controlador PWM y de la carga en el THDi de una microred basada en generación fotovoltaica (2018)
En este trabajo se realizó un análisis del efecto de la variación de parámetros del controlador PWM y de la carga en el THDi (distorsión armónica total en corriente) de un sistema fotovoltaico aislado. Inicialmente se ha hecho un reconocimiento del modelo eléctrico del panel fotovoltaico a través de un adecuado rastreo bibliográfico para luego realizar su implementación efectiva en el simulador basado en el lenguaje de programación de alto nivel MATLAB. El marco teórico en el que se circunscribe todo el análisis hace referencia a principios físicos relacionados con radiación solar, el efecto fotoeléctrico, principios básicos de los generadores fotovoltaicos, las curvas características de los paneles fotovoltaicos y nociones relacionadas con el punto de máxima potencia. Posteriormente se mencionan conceptos de la modulación PWM, y su implementación en MATLAB; Además se hace referencia al funcionamiento y diseño de inversores, la validación de estos con base en la eficiencia de los parámetros eléctricos. Se mencionan a grandes rasgos la topología de la carga (motor de inducción AC), conceptos teóricos de micro red eléctrica, calidad de energía y análisis de armónicos en sistemas de distribución. En los análisis armónicos de sistemas de potencia se mencionan tópicos relacionados con series de Fourier, funciones periódicas, y los efectos de señales armónicas e Inter armónicas en sistemas de potencia. Se concluye el análisis teórico con conceptos relacionados con optimización estocástica y el algoritmo de Montecarlo aplicado a problemas concretos basados en modelos eléctricos. La normatividad vigente de los valores del THDi se emplea para contextualizarnos en los requerimientos del usuario en cargas residenciales comerciales e industriales. Para el análisis computacional se emplean modelos predefinidos en la literatura y en cada uno de ellos se realiza una breve introducción de su funcionamiento. Se esquematizan las curvas características del modelo PV para pasar posteriormente con los resultados y sus correspondientes análisis. Dichos resultados incluyen entre otras cosas el análisis espectral de señales de corriente ESTACIONARIAS para una ventana de muestreo de 100 y 800 milisegundos, así como el análisis probabilístico de las señales producidas por las cargas RL. El entorno empleado para tal estudio es MICROSOFT EXCEL. Se determina además la función objetivo (según la teoría) basados en la condición de linealidad de la función de distribución de una variable aleatoria normal. Para abordar los objetivos propuestos en el documento y como parte de los resultados y conclusiones se realiza un análisis del THDi a partir del grupo y subgrupo armónico; se presenta igualmente el análisis de sensibilidad correspondiente a la variación de parámetros del modelo eléctrico propuesto y se finaliza con una valoración normativa entre los resultados de las simulaciones y el documento IEEE Std 519-1992.Como parte final de la tesis se concluye con unas ideas generales relacionadas con motores de alta y baja impedancia y el aspecto funcional de trabajar con dichas cargas (a partir de los resultados del THD en corriente). Como implementación física del PWM se mencionan las características físicas de la plataforma Arduino y se bosquejan las simulaciones de las señales de tensión y corriente en Proteus