INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):

Andrés Escobar Mejía

13 horas

CODIGO CIE

6-15-2

Hilmo Alejandro Correa Tamayo

Estudiante

0 Horas

Carlos Andrés Torres Pinzón

Estudiante

0 Horas

Cristian Camilo Cardona Bedoya

Estudiante

0 Horas

Luis Miguel Chavarro Barrera

Estudiante

0 Horas

Santiago Rave Restrepo

Estudiante

0 Horas

Michael Correa Ospina

Estudiante

0 Horas

Ómar Alberto Guarín Vargas

Estudiante

0 Horas

Melissa Bermúdez Mejía

Estudiante

0 Horas

Viviana Cardona Sánchez

Estudiante

0 Horas

Daviler Arias Aguirre

Estudiante

0 Horas

Diego Alberto Montoya Acevedo

Estudiante

0 Horas

Andrea Botero Marín

Estudiante

0 Horas

Valentina Triviño Castañeda

Estudiante

0 Horas

Daniela González Agudelo

Estudiante

0 Horas

Ana Julieth Marín Hurtado

Estudiante

0 Horas

Alfonso Alzate Gomez

Coinvestigador

8 Horas

Einsten Alfredo Ávila Ramírez

Estudiante

0 Horas

Juan David Cardona Cortés

Estudiante

0 Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2014. Octava Convocatoria

TIPO DE PROYECTO

Desarrollo Experimental

OBJETIVO(S)

Objetivo General: El objetivo principal de este proyecto se centra en diseñar y construir una microgrid que comprende un SST de 10 KVA operando a una frecuencia fundamental de 10 kHz. Objetivos Específicos: - Diseñar un HF-XFMR de 10 kVA, 150V/300V utilizando material amorfo para el núcleo. - Diseñar los printed circuit boards (PCBs) de los diferentes convertidores de potencia a construir. - Seleccionar los componentes pasivos como inductores, capacitores y dispositivos semiconductores de la topología a implementar de acuerdo con los valores nominales. - Simular en lazo abierto y en lazo cerrado el DAB. - Diseñar un controlador en lazo cerrado con el fin de regular el flujo de potencia en la microgrid. - Implementar el algoritmo de control en el DSP con el fin de generar las señales de disparo de los semiconductores en los convertidores. - Construcción el prototipo de la topología a implementar. - Realizar pruebas con el fin de verificar la funcionalidad del SST en la microgrid.

RESUMEN

El concepto de redes inteligentes o smartgrids, surge con la necesidad de modernizar la red eléctrica actual con el fin de afrontar el incremento en la demanda de energía al igual que adaptarse al aumento en los niveles de penetración de energías renovables. De igual forma el creciente interés por integrar nuevas fuentes de generación -como la generación distribuida o distributed generation (DG1 ) a la red eléctrica, motiva a transformar el sistema eléctrico actual en uno más eficiente y menos vulnerable ante perturbaciones eléctricas. Los smartgrids integran un conjunto de tecnologías que permiten que usuarios y operadores estén completamente informados de las condiciones de la red eléctrica, al igual que permiten mejorar los índices de calidad de la misma. Dentro de este conjunto de tecnologías, el transformador de estado sólido o solid state transformer (SST) se proyecta como uno de los componentes fundamental para la operación de la red eléctrica del futuro. Funcionalidades como: capacidad para regular el flujo de potencia en ambas direcciones, corregir el factor de potencia, evitar la propagación de armónicos en cualquier dirección y mejorar los índices de calidad de energía (eliminando sags, swells y reduciendo flickers de voltaje), son fundamentales para presentar el SST como alternativa al transformador convencional. El objetivo principal de este proyecto es el diseño y construcción de un SST de 10 KVA funcionando a una frecuencia fundamental de 10 kHz, el cual permitirá la integración de DG a la red eléctrica. El prototipo a construir estará compuesto de cuatro componentes: El transformador de alta frecuencia o high-frequency transformer (HF-XFMR), convertidores de potencia (dos convertidores acdc, dos convertidores dc-dc y dos dc-ac), el circuito de disparo de los convertidores y el circuito de acondicionamiento de señales y control. Con dicho prototipo se pretende construir una microgrid2 que incluye terminales dc y ac en los cuales se conectaran pequeñas unidades generadoras y cargas respectivamente. Para lograr el objetivo principal, el proyecto se divide en cuatro tareas: Inicialmente, se diseñará el HF-XMFR operando a una frecuencia fundamental 10 kHz. Luego, se realizarán en Matlab/Simulink¿ las simulaciones de la topología a implementar con el fin de probar el controlador. Luego, se diseñarán los circuitos de la etapa de potencia, de control y de las señales de disparo. Finalmente, se realizara una etapa de ensamblaje y pruebas de laboratorio. Los productos derivados de este proyecto de investigación permitirán expandir el conocimiento de este tema (y por consiguiente de los smartgrids y microgrids) por parte de los estudiantes de pregrado y postgrado del programa de Ingeniería Eléctrica, al igual que fortalecerán las prácticas desarrolladas en el laboratorio de electrónica de potencia. Dada la pertinencia e importancia del tema en los sistemas eléctricos, se espera tener publicaciones en revistas nacionales e internacionales de alto impacto. Como valor agregado se espera que los diseños sirvan como base de trabajo para nuevos desarrollos en la industria regional.

ESTADO

Concluido

FECHA DE INICIO

01/02/2015

FECHA DE FINALIZACION

01/02/2017

PRODUCTOS

A New SST Topology Comprising Boost Three-Level AC/DC Converters for Applications in Electric Power Distribution Systems

Artículos en revista A1 ó A2

A Semi-Markov Model for Control of Energy Storage in Utility Grids and Microgrids with PV Generation

Artículos en revista A1 ó A2

Análisis de dos metodologías para operar un sistema solar fotovoltaico en el punto de máxima transferencia de potencia

Pregrado

Aplicación de técnicas matheuristicas al problema de ruteo óptimo de vehículos considerando una metodología de reducción del espacio de búsqueda

Maestría o Especialidad clínica

ARTÍCULO PUBLICABLE: Calculation of Core Losses in Magnetic Materials under Nonsinusoidal Excitation

Artículo publicado en Revista de divulgación

ARTÍCULO PUBLICABLE: Dynamic Model of a Dual Active Bridge Suitable for Solid State Transformers

Artículo publicado en Revista de divulgación

Control de un Convertidor DC-AC para la integración de generación distribuida a la red eléctrica en condición de desbalance

Pregrado

DITRAM (Software de diseño de transformadores de media y alta frecuencia que emplean nucleos de diversos materiales)

Software

Sincronización de un convertidor DC-AC con una red eléctrica usando controladores resonantes

Maestría o Especialidad clínica