Diseño e implementación de un transformador electrónico de estado sólido (SST) trifásico para su uso en microrredes eléctricas

Abstract

El transformador de estado sólido (SST) es considerado el principal elemento para el desarrollo de los futuros sistemas de redes de energía eléctrica denominados Smart Grid, diversas ventajas como la integración de la generación distribuida y control del flujo de potencia le permiten gestionar la energía eléctrica diferentes sistemas de distribución de la red. En el presente trabajo de investigación se expone el diseño e implementación de un SST de 1500 vatios. Se realiza una breve descripción de los sistemas convencionales de redes eléctricas, la relevancia del transformador convencional y el concepto de Smart Grid. Además, se presenta el surgimiento del SST y la importancia para el desarrollo de Smart Grid. Se realiza una comparativa de las topologías disponibles para SST y se selecciona la topología de tres etapas debido a las funcionalidades que ofrece. Se desarrolla un rectificador activo trifásico de dos niveles con técnica de control VOC. Asimismo, se aborda y analiza el conversor DAB y la técnica de control SPS por su complejidad reducida de implementación, el cual opera una frecuencia de 20 kHz. Un inversor SPWM trifásico de dos niveles con filtro pasivo LC para obtener una señal sinusoidal de 208 V a 60 Hz y una potencia total de 1500 vatios, es desarrollado. Finalmente, se presentan los resultados de simulación de la integración de los convertidores para la conformación del SST en donde se verifica la efectividad de las técnicas de control implementadas.