Publicado

2024-01-30

Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red

Power factor and unbalanced load compensation by a grid-following photovoltaic inverter

DOI:

https://doi.org/10.15446/sicel.v11.110052

Palabras clave:

Inversor fotovoltaico, Calidad de la energía, Filtrado activo de potencia, Convertidores de potencia, Control de potencia reactiva, inversores inteligentes, Generación Distribuida (es)
Photovoltaic inverter, Power quality, Active power filtering, Power converters, Reactive power control, Smart inverters, Distributed power generation (en)

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Autores/as

  • Fausto Osorio Silva Universidad Industrial de Santander
  • María A. Mantilla Villalobos Universidad Industrial de Santander
  • Johann F. Petit Suárez Universidad Industrial de Santander

Los sistemas de generación distribuida conectados a la red mediante inversores juegan un rol importante en los sistemas eléctricos modernos de distribución. Funcionalidades adicionales para mejorar la calidad de la energía y dar soporte a la red pueden ser incorporadas a los inversores de potencia, siendo este un campo de investigación y desarrollo de gran relevancia en la actualidad. Teniendo en cuanta esta tendencia mundial en donde los sistemas de generación distribuida han aumentado considerablemente su participación en la matriz energética, los códigos de red se están actualizando constantemente, y la operación y control de los dispositivos electrónicos de potencia deben considerar las dinámicas actuales que conlleven a un escenario de transición seguro y confiable. En este contexto, este trabajo presenta un sistema de control para un inversor fotovoltaico trifásico operando en modo de seguidor de red, el cual permite incorporar funcionalidades de corrección de factor de potencia y compensación de desbalance de carga al sistema fotovoltaico. Mediante este sistema de control es posible seleccionar las componentes de potencia de la carga a compensar, las cuales definen las funcionalidades de filtrado activo a integrar al sistema fotovoltaico con el fin de mejorar la calidad de la energía en el sistema de distribución. La operación del sistema fotovoltaico es evaluada mediante simulaciones en la plataforma Matlab/Simulink, considerando una carga lineal desbalanceada y cuatro diferentes modos de operación del inversor según las componentes de potencia de la carga a compensar. Los resultados obtenidos permiten verificar el cumplimiento de  los objetivos de control y evidencian ventajas y desventajas de los diferentes modos de operación considerados para el inversor de potencia.

Inverter-interfaced distributed generators play an important role in modern electrical distribution systems. Additional functionalities to improve power quality and support the grid can be incorporated into power inverters, making it a top trending topic. Considering this global trend where distributed generation systems have significantly increased their contribution to the energy matrix, grid codes are constantly being updated, and the operation and control of power electronic devices must consider current dynamics that lead to a safe and reliable transition scenario.  In this context, this work presents a control system for a three-phase photovoltaic inverter operating in grid-following mode, which allows incorporating power factor correction and unbalanced load compensation functionalities into the photovoltaic system. Through this control system, it is possible to select the power components of the load to be compensated, which define the functionalities of active filtering to be integrated into the photovoltaic system to improve the power quality in distribution systems. The operation of the photovoltaic system is evaluated through simulations in the Matlab/Simulink platform, considering an unbalanced linear load and four different operating modes for the inverter according to the power components of the load to be compensated. The obtained results allow verifying the achievement of control objectives and show the advantages and disadvantages of the different operating modes considered for the power inverter.

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Cómo citar

APA

Osorio Silva, F., Mantilla Villalobos, M. A. y Petit Suárez, J. F. (2024). Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red. Simposio Internacional sobre la Calidad de la Energía Eléctrica - SICEL, 11. https://doi.org/10.15446/sicel.v11.110052

ACM

[1]
Osorio Silva, F., Mantilla Villalobos, M.A. y Petit Suárez, J.F. 2024. Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red. Simposio Internacional sobre la Calidad de la Energía Eléctrica - SICEL. 11, (ene. 2024). DOI:https://doi.org/10.15446/sicel.v11.110052.

ACS

(1)
Osorio Silva, F.; Mantilla Villalobos, M. A.; Petit Suárez, J. F. Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red. SICEL 2024, 11.

ABNT

OSORIO SILVA, F.; MANTILLA VILLALOBOS, M. A.; PETIT SUÁREZ, J. F. Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red. Simposio Internacional sobre la Calidad de la Energía Eléctrica - SICEL, [S. l.], v. 11, 2024. DOI: 10.15446/sicel.v11.110052. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/SICEL/article/view/110052. Acesso em: 11 feb. 2025.

Chicago

Osorio Silva, Fausto, María A. Mantilla Villalobos, y Johann F. Petit Suárez. 2024. «Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red». Simposio Internacional Sobre La Calidad De La Energía Eléctrica - SICEL 11 (enero). https://doi.org/10.15446/sicel.v11.110052.

Harvard

Osorio Silva, F., Mantilla Villalobos, M. A. y Petit Suárez, J. F. (2024) «Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red», Simposio Internacional sobre la Calidad de la Energía Eléctrica - SICEL, 11. doi: 10.15446/sicel.v11.110052.

IEEE

[1]
F. Osorio Silva, M. A. Mantilla Villalobos, y J. F. Petit Suárez, «Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red», SICEL, vol. 11, ene. 2024.

MLA

Osorio Silva, F., M. A. Mantilla Villalobos, y J. F. Petit Suárez. «Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red». Simposio Internacional sobre la Calidad de la Energía Eléctrica - SICEL, vol. 11, enero de 2024, doi:10.15446/sicel.v11.110052.

Turabian

Osorio Silva, Fausto, María A. Mantilla Villalobos, y Johann F. Petit Suárez. «Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red». Simposio Internacional sobre la Calidad de la Energía Eléctrica - SICEL 11 (enero 30, 2024). Accedido febrero 11, 2025. https://revistas.unal.edu.co/index.php/SICEL/article/view/110052.

Vancouver

1.
Osorio Silva F, Mantilla Villalobos MA, Petit Suárez JF. Compensación de factor de potencia y desbalance de carga mediante un inversor fotovoltaico seguidor de red. SICEL [Internet]. 30 de enero de 2024 [citado 11 de febrero de 2025];11. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/SICEL/article/view/110052

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