Se presentó en la FIUNA Tesis de Maestría en Ingeniería Electrónica del Ing. David Caballero Morilla

El pasado jueves 05 de octubre, el Ing. David Caballero Morilla presentó exitosamente su Defensa de Tesis de Maestría en Ingeniería Electrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA), titulada “Estrategias de control predictivo de convertidores matriciales para aplicación en micro redes. Recibiendo así el título de Máster en Ingeniería Electrónica.

Las industrias de energía con estructura vertical y centralizada basadas en combustibles fósiles están siendo gradualmente reemplazadas por las industrias de energía descentralizada, con una nueva estructura horizontal y basadas en recursos energéticos renovables. Lo mencionado anteriormente, ocasiona que los estudios intensivos sobre microrredes estén hoy en día en pleno auge de desarrollo. Una microrred es un sistema basado en recursos energéticos distribuidos que puede operar en modo interconectado o aislado de la red eléctrica, para servir a una carga interna. Los sistemas basados en recursos energéticos distribuidos incluyen a la generación distribuida; que contemplan a su vez, la generación de energía eléctrica a partir de recursos renovables como la solar fotovoltaica o la eólica, y sistemas de almacenamiento de energía. Se espera, en los próximos años, que las microrredes maximicen la eficiencia energética, sean autosuficientes en electricidad y, por lo tanto, se establezcan como una de las tecnologías clave para contribuir a resolver los problemas ambientales.

Por otro lado, y desde una perspectiva más técnica, los convertidores electrónicos de potencia son ampliamente utilizados en aplicaciones que requieren interconexión a la red eléctrica, como es el caso de las microrredes. En este ámbito, emerge como alternativa una nueva topología conocida como convertidor matricial, que ha adquirido robustez en los últimos años y se ha consolidado como una propuesta válida ante los convertidores de potencia tradicionales. El convertidor matricial es un convertidor de potencia electrónico AC-AC, el cual transforma la energía AC directamente mediante un arreglo de interruptores bidireccionales basados en semiconductores, sustituyendo el tradicional método de conversión AC-AC con etapa intermedia de rectificación, filtrado y almacenamiento. El convertidor matricial presenta características destacadas, como flujo bidireccional para aplicación en regeneración, peso ligero, largo tiempo de vida, operación con factor de potencia unitario y por sobre todo, la capacidad de generación de frecuencias y amplitudes variables en la señal de salida. Estas características hacen de este convertidor ideal para su aplicación en las microrredes. Las estrategias de control aplicadas a los convertidores estáticos de potencia, han evolucionado en los últimos años, desde la extensión de los métodos de control por histéresis, control lineal y control de modo deslizante, utilizados en los accionamientos trifásicos, a métodos más sofisticados, tales como los controles no lineales, control difuso o el control predictivo. El concepto del control predictivo se basa en la predicción o cálculo del comportamiento futuro del sistema, pudiéndose utilizar dicha información para obtener los valores óptimos que minimizan una función de costo o reducen el error de una determinada variable del sistema. La ejecución del algoritmo del controlador predictivo se basa en tres pasos: medición de variables, predicción del comportamiento futuro de los estados del sistema y optimización de las salidas, de acuerdo a las restricciones impuestas como consigna de control.

En conclusión, la Tesis de Maestría presentada propuso dos aportes principales. Por un lado, la propuesta de una nueva estrategia de control basado en el método de control predictivo en tiempo discreto aplicado al control de convertidores matriciales en aplicaciones de microrredes interconectadas a la red eléctrica, teniendo como consigna el control de la potencia activa y reactiva inyectada a la red eléctrica principal. Por el otro, una estrategia de control predictivo de convertidores matriciales en aplicaciones de microrredes operando en modo aislado de la red eléctrica, teniendo, esta vez, como consigna el control del voltaje sobre una carga.

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