Fuente AC programable basada en convertidor multinivel asimétrico en cascada para la reproducción controlada de fenómenos de calidad de energía eléctrica
DOI:
https://doi.org/10.61799/2216-0388.2095Palabras clave:
Algoritmo genético, calidad de energía, convertidor multinivel asimétrico, fuente AC programable, optimización de ángulos de conmutación, series de Fourier, THDResumen
La creciente integración de generación distribuida, convertidores electrónicos y cargas no lineales ha incrementado la presencia de fenómenos de calidad de energía en los sistemas eléctricos. Su estudio experimental requiere plataformas capaces de reproducir eventos bajo condiciones controladas, debido a que los registros de campo no siempre permiten imponer magnitud, duración y frecuencia definidas. Desarrollar y validar una fuente basada en convertidor multinivel para la reproducción de fenómenos de calidad de energía en laboratorio. La propuesta se implementó sobre un convertidor multinivel asimétrico y combinó un modelo analítico basado en series de Fourier con un algoritmo de optimización para obtener los estados y tiempos de conmutación requeridos. La validación se realizó mediante simulación en Matlab/Simulink y pruebas experimentales sobre una condición base de 110 V RMS a 60 Hz. La plataforma permitió reproducir de forma controlada depresión de tensión, elevación de tensión, interrupción y variación de frecuencia. En los fenómenos definidos por variación de tensión eficaz, las mediciones experimentales presentaron errores porcentuales entre 0.09 % y 3 % respecto a los valores programados. Para la frecuencia, se verificó la generación de escenarios a 58 Hz y 62 Hz, por fuera del rango nominal. La plataforma reproduce de forma controlada los cuatro fenómenos evaluados con errores en V_RMS no superiores al 3 % y un THDv experimental del 2 %, cumpliendo el límite del 5 % de IEEE 519-2022, posicionándola como alternativa de bajo costo para laboratorios.
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