Emulador d’un sistema eòlic connectat a la xarxa elèctrica amb tecnologia back-to-back de tres nivells

Abstract

El present projecte final de carrera es situa dins de l’àmbit dels convertidors multinivell aplicats a la generació d’energia elèctrica a partir d’energia eòlica, particularment es centra en els convertidors de tres nivells. L’objectiu principal del projecte és aconseguir obtenir un conjunt funcional de dos convertidors de tres nivells connectats en configuració back-to-back, per connectar-los a l’emulador eòlic disponible al PERC (Centre de Recerca en Electrònica de Potència) del Departament d’Enginyeria Electrònica (DEE), fruit d’un anterior projecte final de carrera, per condicionar l’energia elèctrica extreta d’aquest en energia elèctrica que es pugui distribuir a la xarxa. Per arribar a assolir l’objectiu proposat es disposa inicialment del següent equipament, desenvolupat en projectes anteriors: un emulador eòlic i un convertidor de tres nivells funcional, instal·lat en una armari metàl·lic amb els elements necessaris per al seu funcionament. El projecte es pot desglossar en diverses parts. S’ha instal·lat un segon convertidor de tres nivells a l’armari on ja es trobava el primer, s’han de connectat els diferents elements de forma que sigui senzill intercanviar les fonts d’alimentació i les càrregues que es connecten als convertidors, que aquests s’han connectat entre ells seguint la topologia back-to-back i els punts de mesura s’han fet el més accessibles possible. Sinclouen elements de seguretat per protegir els usuaris del sistema. S’han ajustat les diferents plaques que comuniquen els elements de control dels convertidors per fer-los funcionar tots dos alhora i per corregir uns errors que s’han detectat. Es desenvolupa la programació particular dels diferents subsistemes (FPGA, dSPACE, Simovert) per controlar l’emulador eòlic i els dos convertidors en back-to-back, fent servir en els darrers una modulació Nearest Three Virtual Space Vector Pulse Width Modulation (NTVSV PWM) desenvolupada pel professor Sergi Busquets, membre del PERC. La comprovació experimental del funcionament del conjunt és l’objectiu últim a dur a terme, verificant que l’energia elèctrica generada a l’emulador eòlic es condiciona de forma que a la sortida del back-to-back s’obté una tensió alterna trifàsica regulada a 50Hz.