Publication: Estudio de convertidor bifásico para operación como UPFC
| dc.contributor.advisor | Lizana Fuentes, Ricardo | |
| dc.contributor.advisor | Vergara Rojas, Samuel | |
| dc.contributor.advisor | Espinosa Neira, Eduardo | |
| dc.contributor.author | Fierro Moraga, Felipe Ignacio | |
| dc.date.accessioned | 2026-07-28T21:04:10Z | |
| dc.date.available | 2026-07-28T21:04:10Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description | Informe de Habilitación Profesional presentado a la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de la Santísima Concepción para optar al grado académico de Licenciado en Ciencias de la Ingeniería y al título de Ingeniero Civil Eléctrico. | |
| dc.description.abstract | El sistema eléctrico nacional tiene una capacidad instalada neta de generación eléctrica que asciende a 30.547 [MW] según el reporte de la comisión nacional de energía (CNE) para febrero de 2023. Esta capacidad instalada neta esta categorizada en un 41.1% termoelectricidad, 21.8% hidroelectricidad y un 37.1% de energía renovables no convencional (ERNC), información desprendida del mismo reporte de la CNE mencionado anteriormente. En el año 2015 Chile comprometió acuerdos en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático 21 para abordar los problemas ambientales que afectan al mundo y a nuestro país. El Ministerio de Energía propuso una estrategia de descarbonización centrada, entre otros aspectos, en el retiro programado de centrales termoeléctricas a carbón incentivando la incorporación al sistema eléctrico de energías renovables. El retiro de centrales que funcionan con combustibles fósiles es positivo ya que se reducen emisiones de carbono, sin embargo, desde el punto de vista de la red eléctrica puede ser negativo. Las centrales termoeléctricas aportan estabilidad al sistema a través de generadores síncronos que las componen siendo capaces de controlar los flujos de potencia a través del gobernador (compensación de potencia activa) y AVR (compensación de potencia reactiva) del generador, siendo estos lazos de control internos de la máquina. Esta última característica no la pueden lograr las energías renovables, como por ejemplo la energía solar, ya que no posee por si sola inercia (a no ser que se le incorpore inercia virtual). Las ERNC son variables y generan incertidumbre en el sistema eléctrico produciendo problemas de estabilidad, por ejemplo, en el control de frecuencia de la red. La electrónica de potencia surge como una solución a estos problemas mediante el desarrollo de convertidores los cuales se agrupan en la categoría de sistemas de transmisión flexibles de corriente alterna (FACTS) tales como los STATCOM, SVC, UPFC, etc. Estos convertidores basados en electrónica de potencia controlan potencia activa y reactiva manteniendo el balance de potencia en la red (la potencia que se genera debe ser igual a la que se consume). Notar que tanto la frecuencia como la amplitud del voltaje de la red deben mantenerse en un punto de operación óptimo, definido por el coordinador eléctrico nacional, para asegurar la estabilidad de la red. Este trabajo aborda el desarrollo de un convertidor bifásico basado en topología convertidores modulares multinivel (MMC), topología la cual implica un desafío importante desde el punto de vista de control (control de corriente de entrada, corriente de salida y corriente circulante). Se busca evaluar la capacidad de operación de sistemas basados en estructuras MMC, pero sólo compuestos por dos fases, es decir, que implica una reducción importante en la cantidad de sensores, semiconductores, etc. Se valida de forma simulada que un sistema bifacial multinivel es capaz de controlar redes en forma back to back, para luego como trabajo futuro, implementarlo como UPFC.. El convertidor bifásico propuesto en este informe puede controlar de forma desacoplada potencia activa y reactiva en ambas terminales manteniendo estabilidad interna, corrientes sinusoidales y reducción de armónicos. Este convertidor es una configuración back-to-back entre un rectificador e inversor donde el rectificador controla la potencia reactiva para compensar variaciones en la amplitud del voltaje de red y el inversor controla la potencia activa para compensar variaciones de frecuencia en la red. Tanto el rectificador como inversor bifásicos se basan en MMC donde cada rama está compuesta por módulos MMSPC que permiten, mediante técnicas de modulación, mantener limitada la corriente circulante sin la necesidad de añadir un lazo de control a esta variable. El convertidor multinivel bifásico es una topología novedosa ya que no se existe un estudio o articulo asociado a este tema. Los resultados y simulaciones que se presentan en este trabajo muestran la respuesta del convertidor multinivel trifásico frente a impactos de carga que se generan a partir de cambios de referencia en las coordenadas 𝑑𝑞 de los respectivos lazos de control internos de cada convertidor donde son de interés la respuesta rápida en variables como el voltaje interno en los condensadores de cada módulo, la corriente de carga para el caso del inversor y el voltaje en el DC-Link para el rectificador. | |
| dc.identifier.uri | https://tesis.ucsc.cl/handle/25022009/4565 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Católica de la Santísima Concepción | |
| dc.subject | Convertidor multinivel | |
| dc.subject | Convertidor trifásico | |
| dc.subject | Convertidor bifásico | |
| dc.subject | Ingeniería Civil Eléctrica | |
| dc.title | Estudio de convertidor bifásico para operación como UPFC | |
| dc.type | Thesis | |
| dspace.entity.type | Publication |