Presentaron Trabajo Final de Grado denominado «Control Proporcional Resonante de un Convertidor NPC de Tres Niveles para Aplicaciones de Sistemas de Generación de Energía Aislados»

«Control Proporcional Resonante de un Convertidor NPC de Tres Niveles para Aplicaciones de Sistemas de Generación de Energía Aislados», se denomina el Trabajo Final de Grado (TFG) presentado por los ahora ingenieros Isidro Alejandro Acosta Caballero y Kimberly Soraya Andrada Maldonado, como prueba final para egresar de la carrera de Ingeniería Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La defensa del trabajo se realizó el jueves 12 de Diciembre del 2024 en la Institución.

La transición hacia la generación de electricidad a partir de fuentes renovables es un imperativo global, no solamente como solución al problema que representa el cambio climático, sino también como pilar fundamental del desarrollo sostenible. Las energías renovables, emergen como respuesta a estos desafıos y como una oportunidad para repensar un modelo energético resiliente y equitativo. Por esta razón, se buscan nuevas fuentes de energıa como la solar fotovoltaica o eólica, y con el fin de introducir estos sistemas a la matriz energética es necesario contar con esquemas de conversión de la energía que permitan aprovechar estas fuentes de manera eficiente. Los convertidores multinivel surgen como una tecnologıa avanzada y prometedora en el ámbito de la conversión de energıa, destacando por su capacidad para generar salidas de tensión que se aproximan de manera mas precisa a una onda senoidal, lo que produce una calidad de energıa y una eficiencia energética mejorada.

Entre los convertidores multinivel mas populares se encuentran los inversores de voltaje y en particular el inversor de punto neutro anclado (NPC, por sus siglas en ingles). Esta topologıa permite generar un tercer nivel de voltaje, dando lugar al nombre de “inversor de tres niveles”. Los inversores NPC al operar con tres niveles, tienen la capacidad de generar una mejor aproximación a la onda senoidal comparado con su contraparte de dos niveles. Del mismo modo un inversor NPC es capaz de trabajar con potencias elevadas ofreciendo una calidad de onda mejorada.

En el Trabajo Final de Grado presentado se propone y desarrolla una estrategia de control Proporcional Resonante (PR) aplicada a un inversor NPC de tres niveles en redes aisladas como una  alternativa al control Proporcional Integral (PI). El control PR emerge en este contexto como una alternativa prometedora, debido principalmente a su capacidad para reducir el error asociado con señales senoidales. En este sentido, se desarrolla un modelo matemático del sistema y se implementa el control PR en el entorno Matlab/Simulink, analizando el rendimiento del sistema en términos del error cuadrático medio (MSE) y la distorsión armónica total (THD) y la estabilidad bajo diferentes condiciones de operación. Los resultados obtenidos se compararon con el sistema con controladores PI tradicionales para demostrar las ventajas del control PR. Finalmente, se presentaron resultados experimentales que demostraron el desempeño del sistema de control propuesto, destacando su correcto funcionamiento tanto en régimen transitorio como en régimen estacionario.