INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):

Andrés Escobar Mejía

13 horas

CODIGO CIE

6-17-1

Joan Sebastián Suárez Reyes

Estudiante

0 Horas

Alfonso Alzate Gomez

Coinvestigador

0 Horas

Brahian Agudelo Cardona

Estudiante

0 Horas

Vinson Jones

Coinvestigador

0 Horas

Walter Julián Gil González

Estudiante

0 Horas

Julián Camilo Buitrago Herrera

Estudiante

0 Horas

Johannes Muñoz Gómez

Estudiante

0 Horas

Santiago Rave Restrepo

Estudiante

0 Horas

Diego Alberto Montoya Acevedo

Estudiante

0 Horas

Ana Julieth Marín Hurtado

Estudiante

0 Horas

Dahiron Andrés Vélez Valencia

Estudiante

0 Horas

Carlos Andrés Torres Pinzón

Estudiante

0 Horas

Eliana Yiceth Piedrahita Echavarría

Estudiante

0 Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2016. Décima Convocatoria

TIPO DE PROYECTO

Desarrollo Experimental

OBJETIVO(S)

El objetivo principal de este proyecto es el de diseñar, construir, controlar y validar un sistema de transmisión de baja potencia en dc tipo MMC de seis niveles para la interconexión de un sistema ac, representando una turbina eólica, y una carga trifásica ac. Objetivos Específicos: Primer Objetivo Específico: Estudiar en detalle los sistemas de trasmisión en ¿¿¿¿ y conocer su utilidad en los sistemas eléctricos de potencia, en especial para la integración de granjas eólicas con la red eléctrica. Segundo Objetivo Específico: Desarrollar una metodología que permita obtener el modelo matemático de un sistemas HVDC-MMC y extenderla al caso de estudio. Tercer Objetivo Específico: Modelar en un software especializado como Matlab/Simulink¿ y/o PSCAD/EMTDC el caso de estudio. Cuarto Objetivo Específico: Investigar los métodos de modulación basados en ancho de pulsos o Pulse Width Modulation (PWM) que sean aplicados a los sistemas HVDC-MMC. Quinto Objetivo Específico: Establecer una metodología que permita seleccionar la técnica de control más adecuada que garantice que el sistema HVDC-MMC presenta un desempeño adecuado en condiciones de estado estable. Sexto Objetivo Específico: Establecer los procedimientos necesarios que permitan lograr la construcción del prototipo a baja escala del sistema HVDC-MMC. Séptimo Objetivo Específico: Fijar una metodología que permita implementar el algoritmo de control y modulación en los DSPs con el fin de generar las señales de disparo para los dispositivos semiconductores. Octavo Objetivo Específico: Establecer un procedimiento para realizar las pruebas de laboratorio con el fin de verificar y validar la funcionalidad terminal HVDC-MMC en la interconexión de la fuente y carga. Noveno Objetivo Específico: Documentar de manera detallada los hallazgos científicos encontrados durante la ejecución del proyecto.

RESUMEN

Los sistemas HVDC-MMC se han convertido en una solución flexible para la interconexión de los centros de generación (recursos renovables) y centros de consumo debido a su diseño modular, alta capacidad de potencia y control independiente de la potencia activa y reactiva. Estos sistemas requieren la implementación de diferentes metodologías de control para garantizar estabilidad bajo diferentes condiciones de operación. Este Informe presenta los resultados obtenidos durante la ejecución del proyecto sobre la documentación, el análisis matemático de los modelos del terminal más adecuado para la integración de fuentes de energía renovable. simulaciones en el dominio del tiempo fueron implementadas en Matlab/Simulink para validar las diferentes metodologías de control propuestas. Este proyecto también presenta la etapa de diseño e implementación a escala de un terminal HVDC-MMC para la validación de las diferentes metodologías de control y validar la más adecuada. En la etapa de modelamiento del terminal MMC se encontraron diferentes modelos matemáticos de acuerdo con el tipo de sistema de control a implementar y a analizar, estos diferentes modelos son el modelo promedio, modelo de conmutación y modelo de pequeña señal; en este proyecto se utilizaron el modelo promedio para la implementación de los sistemas de control PI, PIR and MPC y el de pequeña señal para la linealización y simplificación del modelo del MMC. En la etapa de control se validaron los esquemas PI, PIR y MPC para comparar el comportamiento del terminal MMC ante diferentes condiciones de operación, se agrega contaminación armónica a la red o se implementa una perturbación del sistema; todas las topologías presentaron un correcto funcionamiento en los objetivos de control; en esta etapa se determinó que el esquema PIR tiene un mejor desempeño que los otros dos esquemas presentados en cuanto costo computacional, seguimiento de las señales de referencia y robustez del sistema; el esquema PI a pesar de que su desempeño es bueno no es demasiado optimo en cuanto a los objetivos de control ya que se crean oscilaciones en las señales y la corriente tiene un contenido armónico alto comparado con el PIR o MPC; El esquema MPC tiene un buen comportamiento pero el costo computacional en la ejecución es bastante alto debido a la gran cantidad de procesos matemáticos que debe de realizar para el seguimiento de las señales de referencia. En la implementación del prototipo, se identificaron las diferentes etapas involucradas como el diseño de los PCB, los sistemas de acoplamiento de las etapas de control y potencia, los sistemas de adquisición de señales, la implementación de los sistemas de control; estas etapas fueron implementadas inicialmente para un submódulo del terminal MMC en el cual se verifico la correcta aplicación de los conceptos desarrollados en este proyecto; ya que el terminal es de tipo modular, es decir, puede ser construido aumentando la cantidad de módulos y la complejidad del prototipo se logra validar los procesos de modelamiento y control.

ESTADO

Concluye Satisfactoriamente

FECHA DE INICIO

19/01/2017

FECHA DE FINALIZACION

19/01/2019

PRODUCTOS

Control predictivo sobre un terminal MMC utilizado en la integración de granjas eólicas a un sistema HVDC

Pregrado

URL

Convertidores Eléctricos para la Enseñanza de la Electrónica de Potencia

Estrategia pedagógica

Design and Construction of an HVDC-MMC Terminal on a Low Scale to Interconnection of Windfarms to the Electrical Grid

Capítulo de libro resultado de investigación

URL

Diseño de un controlador resonante tipo PIR para la reducción de corrientes circulantes en un terminal HVDC-MMC

Pregrado

URL

Diseño y construcción de un módulo de generación de ondas para modelado dinámico de generadores síncronos a partir de la metodología de barrido en frecuencias a rotor bloqueado

Maestría o Especialidad clínica

URL

ESTUDIO COMPARATIVO DE TÉCNICAS PWM DE BANDA DE HISTÉRESIS PARA EL CONTROL DE CORRIENTE EN FILTROS ACTIVOS DE POTENCIA PARALELOS (A COMPARATIVE STUDY OF HYSTERESIS BAND PWM TECHNIQUES FOR CURRENT CONTROL IN SHUNT ACTIVE POWER FILTERS)

Patente

URL

Feedback Linearization Applicable to the State-Space Modelling of an HVDC Terminal Based on Modular Multilevel Converteter - IEEE-ECCE 2017

Ponencia en evento especializado

URL

IMPLEMENTATION OF CONTROL SCHEMES ON A DC-AC TERMINAL BASED ON A HVDC-MMC

Maestría o Especialidad clínica

PASSIVITY-BASED CONTROL AND STABILITY ANALYSIS FOR HYDRO-TURBINE GOVERNING SYSTEMS

Artículo en revista indexada

URL

PASSIVITY-BASED CONTROL OF POWER SYSTEMS CONSIDERING HYDRO-TURBINE WITH SURGE TANK

Artículo en revista indexada

URL

Submodulos conversor MMC

Producción técnica y tecnológica