Implementación y análisis de algoritmos de sincronización de fase, para fuentes de energía renovables en sistemas trifásicos
Loading...
Date
2021-07-25
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
In ordertoachievethattwoormoreexternalelectricalenergysourcesaresynchronizedwitheach
other andpreventdamagetoenddevices,synchronizationalgorithmshavebeendevelopedthatworkin
conjunction withpowerelectronicssystemsandcontrolsystemsthatallowthedetectionofthepower
signal ofthe RenewableEnergySources(RES) to correctlyestablishthenecessaryparameterstoinject
energy intothemainnetwork.Withthispreamble,thepresentdegreeworkshowstheimplementation,
analysis andcomparisonofthemostusedsynchronizationalgorithmsinthisfield,takingasobjectof
study thosethatarephaseblockloops:
• SynchronousreferenceFrame(dqPLL)
• Stationary referenceFrame( -PLL)
• Double decouplingsynchronousreferenceframe(DDSRF-PLL)
• Dual second-ordergeneralizedintegrator(DSOGI-PLL).
In ordertofulfilltheobjectivesanddevelopmentoftheresearch,itwasnecessarytocombine
computational toolssuchasPSIM® and aintegrateddevelopmentenvironment)CodeComposer
Studio (CCS)) andahardwareelementsuchasa Digital SignalProcessor(DSP). Thelatterallows
data tobecollectedthroughtheportsoftheA/Dconvertermodule,andtocarryoutsignalprocessing
byexecutingtheprogrammedalgorithms.Dataacquisitionrequirestheimplementationofapower
system thatallowscouplingthenetworksignalwiththeinputparametersoftheportsthatsupport
the DSP.
The obtainingofresultsissummarizedinafirsttestinwhichinsimulationmodeafrequency
distortion wasinsertedatthe RES; andinasecondtestforpracticalresults,withtheuseofpolycrys-
talline solarpanelsfromthemicro-gridlaboratoryoftheUniversityofCuenca.Thesetestsreflectthe
efficiency ofeachalgorithmexposedtothesamefaultsanddisturbances.Theseantecedentsinturn
weretheresultofthevisualizationofitsbehaviorandoperation(useofthePSIMsoftwareoscilloscope,
serial communicationbetweenthe DSP and thePC,PWMportsofthedevice).
Finally,throughaprocessofconnectionanddisconnectionofthe RES, thebehaviorandstabilityof
eachalgorithmwhensubjectedtothistypeofdisturbancewasobserved,andacomparisonofthe
responsesobtainedwasmadewiththeestablishmenttimeasthemainparameter.
Keywords:RES.PSIM.DSP.CCS.Powerelectronics.ControlSystems.Synchronization
Algorithms. C++language.A/Dconvertermodule
Resumen
Con lafinalidaddelograrquedosomásfuentesexternasesténsincronizadasentresíyevitar
daños endispositivosfinales;sehandesarrolladoalgoritmosdesincronizaciónquetrabajenenconjunto
con sistemasdeelectrónicadepotenciaysistemasdecontrol,quepermitansensarlaseñaldelas
RenewableEnergySources(RES),paraestablecerdeformacorrectalosparámetrosnecesariospara
inyectarenergíaalaredprincipal.Conestepreámbulo;elpresentetrabajodetitulaciónmuestrala
implementación,análisisycomparacióndelosalgoritmosdesincronizaciónquemásutilizadoseneste
campo;tomandocomoobjetodeestudioaquellosquesonlazodebloquedefase:
• con marcodereferenciasíncrono(dqPLL)
• con marcodereferenciaestacionario(PLL)
• con dobledesacopleenelmarcodereferenciasíncrono(DDSRF-PLL)
• con dobleintegradorgeneralizadodesegundoorden(DSOGI-PLL).
Paraelcumplimientodeobjetivosydesarrollodelainvestigación,fuenecesarialacombinación
de herramientascomputacionalescomoPSIM® y elentornodedesarrollointegrado(CodeComposer
Studio (CCS)), ademásdeunelementodehardwarecomounProcesadorDigitaldeSeñales(Digital
Signal Processor(DSP)), esteúltimopermiterecolectarlosdatospormediodelospuertosdel
móduloconvertidorA/D,posteriormenterealizaelprocesamientodelaseñalejecutandolosalgoritmos
programados. Paralaadquisicióndedatosserequieredelaimplementacióndeunsistemadepotencia
que permitaacoplarlaseñaldelaredconlosparámetrosdeentradadelospuertosquesoportanel
DSP.
La obtenciónderesultadosseresumeenunaprimerapruebaenlaqueenmododesimulaciónse
insertó unadistorsiónenfrecuenciaalaRES;yenunasegundapruebapararesultadosprácticos,
con lautilizacióndepanelessolarespoli-cristalinosdellaboratoriodemicroreddeUniversidadde
Cuenca; estaspruebasreflejanlaeficienciadecadaalgoritmoexpuestoalasmismasfallas.Dichosante-
cedentesasuvezfueronresultadodelavisualizacióndesucomportamientoyfuncionamiento(usodel
osciloscopio delsoftwarePSIM,comunicaciónserialentreelDSPylaPC,puertosPWMdeldispositivo).
Finalmente,medianteunprocesodeconexiónydesconexióndelaRES,seobservóelcomporta-
mientoyestabilidaddecadaalgoritmoalsometerseaestetipodeperturbaciones,yserealizóuna
comparativadelasrepuestasobtenidas,teniendocomoparámetroprincipaleltiempodeestablecimiento.
Palabrasclave:RES.PSIM.DSP.CCS.Electrónicadepotencia.SistemasdeControl.
algoritmos desincronización.lenguajeC++.MóduloconvertidorA/D
Keywords
Electrónica, Recursos energéticos, Energía solar
Citation
Código de tesis
Código de tesis
TET;110