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Control de Convertidores AC-DCAplicaciones en Sistemas Electricos
Jornadas de Posgrado IIIE
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Introduccion
Part I
IntroduccionAplicaciones y Modelado del Convertidor AC-DC
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 2 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Motivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Aplicaciones y Ventajas
B Celda basica en muchas aplicaciones industrialesI Conversion de potencia AC-DC-AC
I Accionamientos de velocidad variable
I Generacion alternativa (solar, eolica, mareomotriz, etc.)
I Filtros activos
I FACTS, CUPS, HVDC
B Flujo de potencia bidireccional
B Control independiente de P y Q
B Bajo ındice de THD
B Alto nivel de control del bus de DC
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 3 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Dos topologıas de Convertidores AC-DC
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 4 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Topologıas de FACTSSistemas de Transmision
Sistema de Transmision AC Flexible (FACTS)
Sistema de transmision en corriente alterna que incorpora electronica depotencia y otros controladores estaticos (no basados en electronica) paraampliar la controlabilidad y aumentar la capacidad de transferir potencia.
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 5 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Aplicaciones de CUPS - Sistemas de Energıa PersonalizadosDSTATCOM y DVR - Sistemas de Distribucion
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 6 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Aplicaciones de CUPS - Sistemas de Energıa PersonalizadosAcondicionador Unificado de Calidad de la Potencia (UPQC)
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 7 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Aplicaciones de Transmision en HVDC
Proyectos de Transmision en HVDC
La capacidad mundial de transmision en HVDC es de140GW repartidos en 145 proyectos
B Suministro de energıa a islas y crucede mares
B Parques eolicos offshore
B Conexiones asıncronas
B Alimentacion a densos centros urbanos
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IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Aplicaciones de Transmision en HVDC
Proyectos de Transmision en HVDC
La capacidad mundial de transmision en HVDC es de140GW repartidos en 145 proyectos
B Suministro de energıa a islas y crucede mares
B Parques eolicos offshore
B Conexiones asıncronas
B Alimentacion a densos centros urbanos
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 8 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Aplicaciones de Transmision en HVDC
Proyectos de Transmision en HVDC
La capacidad mundial de transmision en HVDC es de140GW repartidos en 145 proyectos
B Suministro de energıa a islas y crucede mares
B Parques eolicos offshore
B Conexiones asıncronas
B Alimentacion a densos centros urbanos
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 8 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Aplicaciones de Transmision en HVDC
Proyectos de Transmision en HVDC
La capacidad mundial de transmision en HVDC es de140GW repartidos en 145 proyectos
B Suministro de energıa a islas y crucede mares
B Parques eolicos offshore
B Conexiones asıncronas
B Alimentacion a densos centros urbanos
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 8 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Proyectos ABB de HVDC Classic (Thyristor valve) y Light (IGBT) (2007)
Interconexion back-to-back Argentina-Brasil: Garabı (2002)
2200MW, AC 500kV, DC ±70kV, 50-60Hz
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IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Proyectos ABB de HVDC Classic (Thyristor valve) y Light (IGBT) (2010)
Interconexion back-to-back Argentina-Brasil: Garabı (2002)
2200MW, AC 500kV, DC ±70kV, 50-60Hz
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 10 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
WECS Basado en Maquina Sincronica de Imanes PermanentesDirect Drive o Full Converter
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 11 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Sistemas de Conversion de Energıa Eolica (WECS)Diferentes Topologıas de Convertidores
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 12 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Conexion a Red de Fuentes Alternativas de Energıas
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 13 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Nuevos Sistemas de Potencia
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IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Circuito Electrico de un Convertidor AC-DC (Modelo Conmutado)
B Diseno del filtro y frecuencia de conmutacion
B Verificacion del controlador
B Simulacion detallada
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IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Circuito Electrico Equivalente (Modelo Promediado)
B Diseno de controladores y estimadores de estados
Liα = −Riα + ηαvdc − vα
Liβ = −Riβ + ηβvdc − vβ
Cdc ˙vdc = −3
2(ηαiα + ηβ iβ) +
pLvdc
⇒ +iL ⇒ +vdcRL
El modelo del convertidor AC-DC es ...
B No Lineal
B Multi-entrada multi-salida
B La tension DC es una salida de fase no minima
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IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Circuito Electrico Equivalente (Modelo Promediado)
B Diseno de controladores y estimadores de estados
Liα = −Riα + ηαvdc − vα
Liβ = −Riβ + ηβvdc − vβ
Cdc ˙vdc = −3
2(ηαiα + ηβ iβ) +
pLvdc
⇒ +iL ⇒ +vdcRL
El modelo del convertidor AC-DC es ...
B No Lineal
B Multi-entrada multi-salida
B La tension DC es una salida de fase no minima
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IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Circuito Electrico Equivalente (Modelo Promediado)
B Diseno de controladores y estimadores de estados
Liα = −Riα + ηαvdc − vα
Liβ = −Riβ + ηβvdc − vβ
Cdc ˙vdc = −3
2(ηαiα + ηβ iβ) +
pLvdc
⇒ +iL ⇒ +vdcRL
El modelo del convertidor AC-DC es ...
B No Lineal
B Multi-entrada multi-salida
B La tension DC es una salida de fase no minima
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 16 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Circuito Electrico Equivalente (Modelo Promediado)
B Diseno de controladores y estimadores de estados
Liα = −Riα + ηαvdc − vα
Liβ = −Riβ + ηβvdc − vβ
Cdc ˙vdc = −3
2(ηαiα + ηβ iβ) +
pLvdc
⇒ +iL ⇒ +vdcRL
El modelo del convertidor AC-DC es ...
B No Lineal
B Multi-entrada multi-salida
B La tension DC es una salida de fase no minima
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IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Circuito Electrico Equivalente (Modelo Promediado)
B Diseno de controladores y estimadores de estados
Liα = −Riα + ηαvdc − vα
Liβ = −Riβ + ηβvdc − vβ
Cdc ˙vdc = −3
2(ηαiα + ηβ iβ) +
pLvdc
⇒ +iL ⇒ +vdcRL
El modelo del convertidor AC-DC es ...
B No Lineal
B Multi-entrada multi-salida
B La tension DC es una salida de fase no minima
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IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Futuros Desarrollos
B Estudio de la incorporacion en gran escala de generadores basados en energıasalternativas operando en una red electrica inteligente (smart grids)
B Utilizando los convertidores de aerogeneradores de velocidad variable reducir laSSR en generadores sincronicos y turbinas eolicas
B Diseno de mecanismos de sincronizacion y controladores para mejorar eldesempeno, en presencia de armonicos en la red electrica
B Utilizacion de mediciones remotas para la coordinacion de SG, FACTS, y WECSpara mejorar la estabilidad, soporte de la regulacion de frecuencia, etc.
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 17 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Futuros Desarrollos
B Estudio de la incorporacion en gran escala de generadores basados en energıasalternativas operando en una red electrica inteligente (smart grids)
B Utilizando los convertidores de aerogeneradores de velocidad variable reducir laSSR en generadores sincronicos y turbinas eolicas
B Diseno de mecanismos de sincronizacion y controladores para mejorar eldesempeno, en presencia de armonicos en la red electrica
B Utilizacion de mediciones remotas para la coordinacion de SG, FACTS, y WECSpara mejorar la estabilidad, soporte de la regulacion de frecuencia, etc.
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 17 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Futuros Desarrollos
B Estudio de la incorporacion en gran escala de generadores basados en energıasalternativas operando en una red electrica inteligente (smart grids)
B Utilizando los convertidores de aerogeneradores de velocidad variable reducir laSSR en generadores sincronicos y turbinas eolicas
B Diseno de mecanismos de sincronizacion y controladores para mejorar eldesempeno, en presencia de armonicos en la red electrica
B Utilizacion de mediciones remotas para la coordinacion de SG, FACTS, y WECSpara mejorar la estabilidad, soporte de la regulacion de frecuencia, etc.
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 17 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
Futuros Desarrollos
B Estudio de la incorporacion en gran escala de generadores basados en energıasalternativas operando en una red electrica inteligente (smart grids)
B Utilizando los convertidores de aerogeneradores de velocidad variable reducir laSSR en generadores sincronicos y turbinas eolicas
B Diseno de mecanismos de sincronizacion y controladores para mejorar eldesempeno, en presencia de armonicos en la red electrica
B Utilizacion de mediciones remotas para la coordinacion de SG, FACTS, y WECSpara mejorar la estabilidad, soporte de la regulacion de frecuencia, etc.
Jornadas de Posgrado IIIE Control de Convertidores AC-DC 17 / 18
IntroduccionMotivacion para Estudiar Convertidores AC-DC (PWM-VSC)Modelo del Convertidor AC-DC
MUCHAS GRACIAS!
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