Control predictivo de estados finitos basado en modelos aplicado en un inversor cuasi-fuente impedancia

Abstract

Actualmente la presencia de convertidores electrónicos de potencia es imperativa para el uso y desarrollo de tecnologías en fuentes de energías renovables, como la fotovoltaica y eólica. Por otro lado, el uso de los convertidores electrónicos de potencia siempre va de la mano de una estrategia de control. Esta estrategia permite determinar cómo deben ser conmutados los diferentes interruptores electrónicos del convertidor para controlar el flujo de la energía. De igual forma, el manejo de los convertidores requiere de la integración de muchos conocimientos de ingeniería, tales como el control de la misma carga, como puede ser una máquina eléctrica o una red eléctrica, la adquisición de parámetros físicos, el acondicionamiento de señales y el diseño de interfaces de potencia y circuitos de sensado, así como el uso y programación de microcontroladores, FPGA u otros dispositivos para la implementación de la estrategia de control, entre otros. El presente trabajo detalla la implementación de la estrategia de “Control Predictivo de Estados Finitos Basado en Modelos” (FCS-MPC) en un convertidor electrónico de potencia denominado “Inversor Cuasi-Fuente Impedancia” (QSZI) para controlar la corriente en una carga trifásica del tipo inductiva/resistiva. Para lograr esto, se describe el análisis de las características de funcionamiento del QZSI, así como las ecuaciones que permiten desarrollar un modelo del mismo para ser utilizado por la estrategia de control. De igual forma, se presenta el análisis del principio de funcionamiento del FCS-MPC, así como los algoritmos que se implementan para el control de corriente aplicado primero en un inversor trifásico de voltaje y posteriormente en un QZSI. El trabajo es validado primero a través de simulaciones computacionales y posteriormente es probado en experimentos de medición donde se observa el comportamiento de los parámetros eléctricos del QZSI. Finalmente se concluye el trabajo con el análisis de los resultados obtenidos.