Implementación en hardware in the loop y análisis comparativo del control predictivo basado en modelo para inversores VSC y MMC en sistemas HVDC (2024)
La presente investigación ha explorado a fondo el comportamiento de dos enfoques de Control Predictivo Basado en Modelo (MPC), específicamente el OSV-MPC aplicado en inversores Voltage Source Converter (VSC) y el OSS-MPC en Modular Multi-Level Converters (MMC). Este análisis ha revelado una sorprendente similitud en su desempeño, destacando la versatilidad de ambas estrategias en el contexto de sistemas de transmisión de energía eléctrica. Se ha observado que el OSS-MPC se destaca en sistemas de gran envergadura, como los MMC con un elevado número de submódulos, gracias a su simplicidad inherente. En contraste, el OSV-MPC muestra su eficacia en inversores VSC y sistemas MMC con un número más reducido de módulos. Estas distinciones enfatizan la importancia de elegir estrategias de control que se alineen con la complejidad y escala específicas del sistema. En el contexto del OSV-MPC aplicado a inversores 2L-VSC, se ha constatado que su rendimiento está directamente vinculado al tamaño de la tasa de muestreo. Aunque tasas de muestreo más bajas mejoran la calidad de la onda de salida, este beneficio se ve contrarrestado por una mayor complejidad computacional, subrayando la necesidad de un equilibrio cuidadoso entre la calidad de la salida y la eficiencia computacional. Adicionalmente, la evaluación de MMC con diferentes cantidades de submódulos ha revelado que versiones con 4, 6 y 8 submódulos carecen de precisión debido a su número limitado de submódulos. La prueba realizada con un circuito monofásico compuesto por 24 submódulos ha demostrado una mejora significativa en el comportamiento, sugiriendo que el rendimiento de los MMC está directamente influenciado por el número de submódulos. Es importante destacar que, a pesar de la relevancia de la prueba con 24 submódulos, la simulación con Hardware-in-the-Loop (HIL) utilizando el sistema HIL 602 se vio limitada, ya que este sistema admite hasta 24 módulos de conmutación como máximo. Esta restricción técnica subraya la importancia de considerar las limitaciones de los sistemas experimentales al diseñar y ejecutar simulaciones prácticas. En resumen, estos resultados ofrecen valiosas perspectivas para el diseño de estrategias de control en sistemas de transmisión de energía eléctrica.