La descarga está en progreso. Por favor, espere

La descarga está en progreso. Por favor, espere

DISEÑO DEL CONTROL Y SIMULACIÓN DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA BASADO EN MÓDULOS FOTOVOLTAICOS, UN INVERSOR MONOFÁSICO CONECTADO A LA RED Y BATERIAS.

Presentaciones similares


Presentación del tema: "DISEÑO DEL CONTROL Y SIMULACIÓN DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA BASADO EN MÓDULOS FOTOVOLTAICOS, UN INVERSOR MONOFÁSICO CONECTADO A LA RED Y BATERIAS."— Transcripción de la presentación:

1 DISEÑO DEL CONTROL Y SIMULACIÓN DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA BASADO EN MÓDULOS FOTOVOLTAICOS, UN INVERSOR MONOFÁSICO CONECTADO A LA RED Y BATERIAS COMO UNIDAD DE ALMACENAMIENTO INTEGRANTES: RONALD CARCHI PARRA MANUEL ROMERO CORREA

2 CONTENIDO Planteamiento del Problema Propuesta de Solución Descripción del Sistema de Generación Dimensionamiento y Modelamiento Diseño del Control Funcionamiento Conclusiones y Recomendaciones

3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

4 Crisis Energética y Medioambiental Disminución del suministro mundial de petróleo. Demanda energética crece rápidamente. Calentamiento global a causa del abuso de los combustibles fósiles. Necesidad de fuentes de energía alternativa.

5 Miles de Barriles/Día

6 PROPUESTA DE SOLUCIÓN

7 Energía Solar Fotovoltaica Energía considerada como renovable y limpia. Aumento de la producción de energía eléctrica basada en energía fotovoltaica en los últimos años.

8 Aprovecha la radiación del sol, para convertirla en energía eléctrica. Sistema de Generación Eléctrica Basado en Energía Fotovoltaica Tratamiento de la energía eléctrica, mediante convertidores de tensión.

9 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE GENERACIÓN

10 Características Generales Sistema Monofásico para conexión de 120 Vrms. Modificable a 240 Vrms Conexión a la red eléctrica pública Almacenamiento de energía por medio de baterías Potencia Nominal 10 Kw aproximadamente

11 Etapas del Sistema Etapa de Fuerza Etapa de Control Control de Voltaje de los Módulos FV Control de Voltaje del Enlace DC Control de Corriente de Carga/Descarga de Baterías Convertidor DC-DC tipo boost aislado Convertidor DC-AC (Inversor) Convertidor DC-DC (Almacenamiento)

12 Módulos Fotovoltaicos Dispositivos que captan la energía del sol y la transforman en energía eléctrica.

13 Convertidor DC – DC (Aislado) Eleva el voltaje de entrada de 150 Vdc a 200 Vdc. Provee aislamiento al sistema. >= D G1 G2 G1 G2 Vi VDC

14 Convertidor DC – AC Recibe voltaje DC (200 Vdc) y entrega un voltaje AC sinusoidal (120 Vrms) Sincronismo con la red >= NOT ma Ga_Hi Ga_Lo Gb_Hi Gb_Lo Ga_Hi Ga_Lo Gb_Hi Gb_Lo VDC VAC

15 Convertidor DC – DC (Almac.) Permite un flujo bidireccional de corriente, entre la bateria y el enlace DC. V_bat VDC >= NOT D G1 G2 IL

16 DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS Y MODELAMIENTO DE PLANTAS

17 Criterios Utilizados Dimensionamiento de los Elementos Inductancias Capacitancias Rizado 10% de I. Nom. Rizado 1% de V. Nom. Modelamiento de las Plantas Modelos Promedio. Dominio de la Frecuencia. (Laplace)

18 Convertidor DC-DC (Aislado) 1 mH 100 uF Inductancia Capacitancia

19 Convertidor DC-AC 150 uH 12 mF Inductancia Capacitancia

20 Convertidor DC-DC (Almac.) + _ + - Vi IL Vout + - VDC uH Inductancia Voltaje Batería: 120 V

21 DISEÑO DEL CONTROL

22 Herramienta usada para la obtención de los controladores Algoritmo k-Factor. Desarrolla 3 tipos de controladores, en base al margen de fase y ancho de banda deseado. TIPO 1TIPO 2TIPO 3

23 Control del Voltaje de los Módulos FV Se desea obtener la máxima potencia de los módulos FV. Variable de control D (ciclo de trabajo)

24 Controlador Ancho de Banda: 1800 Hz (11300 rad/s) Margen de Fase: 60 o

25 Control del Voltaje de Enlace DC Control en cascada donde el lazo más rápido va a ser un lazo que controle la corriente que se inyecte a la red y el lazo mas lento será el que controle el voltaje del capacitor de enlace DC. Del voltaje de enlace depende el voltaje de salida del inversor y la corriente de carga y descarga de las baterías.

26 Controlador de Corriente Ancho de Banda: 1000 Hz (6300 rad/s) Margen de Fase: 60 o

27 Controlador de Voltaje Ancho de Banda: 12 Hz (75 rad/s) Margen de Fase: 60 o

28 Control de Corriente de la Batería Para permitir la carga y descarga de la batería Variable de control D (ciclo de trabajo) V_bat Descarga Carga En la noche se usa el almacenamiento

29 Controlador Ancho de Banda: 1000 Hz (6300 rad/s) Margen de Fase: 60 o

30 FUNCIONAMIENTO

31 Inicialización del Sistema 1. Estabilización del Voltaje de Enlace DC sin flujo de potencia (Voltaje de circuito abierto en módulos FV) 2. Cambio progresivo de voltaje de circuito abierto a voltaje de máxima potencia. 3. Flujo de Potencia constante

32

33 Aumento y Disminución de la Intensidad Luminosa

34 Uso del Almacenamiento de Energía Carga de la Batería

35 Descarga de la Batería

36 CONCLUSIONES

37 El rizado del voltaje de los capacitores, como el rizado de la corriente que circula por los inductores, se encuentran dentro de los rangos máximos permitidos. La corriente que se inyecta a la red toma menos tiempo en ser estabilizada con respecto al voltaje de enlace.

38 El sistema tiene la capacidad de brindar la potencia máxima, sin encontrarse necesariamente los módulos FV brindando su potencia máxima. La inicialización del sistema que se propuso no presentó inconvenientes, ya que todas las variables a controlar se estabilizaron en menos de 0,8 segundos.

39 RECOMENDACIONES

40 Realizar estudios tales como factibilidad, sostenibilidad e impacto ambiental de este tipo de sistemas en nuestro medio, para determinar si el tema planteado es aplicable o si necesita modificación. Seleccionar los fusibles para la protección del sistema de forma adecuada, tomando en cuenta la presencia de inductores. Tener presente todos los parámetros de la norma IEEE 1547 para la conexión con la red.

41 Asegurarse que no se ha sobredimensionado los elementos constitutivos del sistema, ya que este hecho haría que el sistema se encarezca. La empresa eléctrica provee dos fases de 120 Vrms. El sistema diseñado tiene una salida de voltaje de 120 Vrms, al ser instalado, causaría un desbalance de las fases. Por este motivo se podría duplicar el voltaje de salida del sistema a 240 Vrms con lo cual no existiría ningún inconveniente.


Descargar ppt "DISEÑO DEL CONTROL Y SIMULACIÓN DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA BASADO EN MÓDULOS FOTOVOLTAICOS, UN INVERSOR MONOFÁSICO CONECTADO A LA RED Y BATERIAS."

Presentaciones similares


Anuncios Google