Tesis doctoral de María Reyes Sánchez Herrera
Las empresas de tranporte y distribución de energía eléctrica tuvieron que afrontar históricamente el problema que suponía el aumento de la intensidad reactiva que circulaba por las líneas. Sin hembargo, la situación actual de las redes de distribución difiere notablemente de la que presentaban hace tan solo dos décadas debido a las cargas no lineales que originan un alto nivel de contenido armónico en las formas de onda de la intensidad y la tensión de línea. Esto ha propiciado la aparición de numerosos trabajos sobre compensación estática y la utilización de los llamados filtros activos de potencia. el núcleo de un filtro activo de potencia es una circuito electrónico (inversor de potencia) que se conecta, o bien en paralelo o bien en serie con la carga. Los tres principales aspectos a definir en el diseño de un aplc son la topología, la estrategia de control y el método de control. Hasta la fecha se han propuesto distintos esquemas para la conexión de un aplc y se han desarrollado distintas estrategias de control de una condicionador activo, clasificadas en la literatura técnica según dos grupos, las desarrolladas en el domínio del tiempo y las desarrolladas en el domínio de la frecuancia. dentro del enfoque temporal y para sistémas trifásicos de tres y cuatro conductores, akagi, kanazawa y nabae introdujeron la denominada teoría de la potencia reactiva instantánea, que es básicamente la formulación que se ha aplicado de forma sistemática para abordar la compensación de cargas trifásicas no lineales hasta nuestros días. De cualquier forma, a finales de los ochenta se propusieron otras formulaciones que permiten obtener resultados idénticos que la teoría p-q en sistemas equilibrados no lineales con tensiones de alimentación sinusoidales. En el caso de tensiones desequilibradas y /o no sinusoidales, los resultados obtenidos al aplicar cada una de las estrategias son diferentes, no habiéndose realizado hasta la fecha un estudio comparativo completo que las englobe a todas. en este trabajo, se presentan y estudian las formulaciones más relevantes de lateoría de la potencia reactiva instantánea. Se analiza cada una para obtener la estrategia de control presentada en su desarrollo inicial por cada una de ellas. Asimismo, se ponende manifiesto las semejanzas y diferencias entre las mismas en sus planteamientos teóricos. Las estrategias obtenidas se aplican a la compensación de cargas trifásicas no lineales en sistemas de cuatro conductores, tanto a nivel de simulación como experimental. El estudio de simulación se ha elaborado en tres condiciones de tensiones de alimentación. El estudio experimental se ha realizado en dos casos diferentes: con las tensiones de alimentación tomadas directamente de red y con tensiones desequilibradas. los resultados obtenidos se utilizan para realizar un estudio comparativo de las mismas, que permite establecer varias conclusiones. Entre otras, se pone de manifiesto que ninguna de las estrategias derivadas de los desarrollos originales de las formulaciones presentadas permite obtener intensidades de fuente equilibradas y sinusoidales para cualesquiera condiciones en las tensiones de alimentación. en esta tesis se proponen estrategias de control que consiguen alcanzar diferentes objetivos de compensación en cada contexto: potencia de fuente constante, factor de potencia unidad e intensidad de fuente equilibrada y sinusoidal. Por otro lado, en el estudio comparativo se han introducido unos índices de desequilibrio y distorsión propuestos en el presente trabajo, que permiten su cálculo a partir de las medidas proporcionadas por los analizadores de red comerciales. por otra parte, en esta tesis doctoral se ha desarrollado una nueva propuesta de la teoría de la potencia reactiva instantánea que se denomina formulación tensorial. Se trata de una formulación global aplicable a sistemas polifásicos y de la que se pueden extraer todas las demás formulaciones desarrolladas en sistemas trifásicos. Esta nueva propuesta divide el vector intensidad de carga en dos componentes: la intensidad activa instantánea que representa la intensidad de norma mínima que transporta la potencia instantánea a la tensión de alimentación y la intensidad reactiva instantánea que transporta la potencia imaginaria instantánea. Además, esta formulación calcula la intensidad reactiva instantánea a partir de los vectores tensión e intensidad con una expresión válida para un sistema de cualquier número de fases.
Datos académicos de la tesis doctoral «Nuevas propuestas en la teoría de la potencia reactiva instantánea. aplicación a la compensación de cargas industriales con filtros activos de potencia«
- Título de la tesis: Nuevas propuestas en la teoría de la potencia reactiva instantánea. aplicación a la compensación de cargas industriales con filtros activos de potencia
- Autor: María Reyes Sánchez Herrera
- Universidad: Huelva
- Fecha de lectura de la tesis: 18/09/2007
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Patricio Salmerón Revuelta
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Juan Carlos Montaño asquerino
- julio Barros guadalupe (vocal)
- Manuel Castilla ibáñez (vocal)
- victor Moreno sainz (vocal)