Validación de impedancia de pequeña señal en convertidores con control droop

Abstract

En la actualidad la utilización de energías renovables es cada vez mayor, siendo necesarias me- didas, como lo son las microrredes, para su correcta integración en los sistemas de distribución. Sin embargo, para la conversión de las energías provenientes de estas fuentes, es necesaria la uti- lización de inversores con lazos de control, como el droop, los cuales pueden traer problemas de estabilidad debido a su comportamiento frente a cargas de potencia constante. Es por ello que resulta necesario determinar la estabilidad del sistema al conectar estos equipos, siendo necesaria la aplicación de técnicas eficientes como la propuesta por Middlebrook, la cual consiste en verificar que la impedancia de pequeña señal del inversor es compatible con la impedancia hacia la red. Así se define el objetivo del presente trabajo, validar experimentalmente una metodología de obten- ción de impedancia para inversores con control droop, para estudios de estabilidad de pequeña señal. Para lograr el objetivo se propuso validar una técnica novedosa de extracción de impedancia, la cual consiste en inyectar una perturbación de onda cuadrada y obtener la impedancia mediante el cálculo de las componentes armónicas de corrientes y voltajes. Para lograrlo se realizaron simu- laciones en PLECS y en el simulador en tiempo real Typhoon HIL, y se contrastaron con valores teóricos previamente caracterizados en trabajo anteriores. Para la obtención de impedancia fue necesario diseñar un inversor con control droop y un pro- grama de cálculo que permitiera analizar señales de voltajes y corrientes medidas al perturbar el sistema. De esta forma se logró contrastar los valores experimentales mediante hardware versus los valores teóricos, obteniendo precisiones aceptables sobre las magnitudes de las impedancias de un acotado espectro de frecuencias y obteniendo errores más considerables sobre los valores de sus ángulos. Es por lo anterior que se logra un primer acercamiento para validar la técnica selecta en su totalidad, quedando como trabajo futuro probar este método sobre un inversor real y simular su control mediante hardware, para así verificar que tan eficiente y preciso resulta y qué tanto varía de la emulación del inversor mediante el simulador en tiempo real.