Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales

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    Robust model-following control of parallel UPS single-phase inverters
    (Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2008-08) Pascual Molto, Marcos; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Figueres Amorós, Emilio; González Espín, Francisco José; Dpto. de Física Aplicada; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Escuela Politécnica Superior de Alcoy; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales
    This paper presents a robust control technique applied to modular uninterruptible power-supply (UPS) inverters operating in parallel. When compared to conventional proportional-integral (PI) control, the proposed technique improves the response of the output voltage to load steps and to high distorted output currents, reducing the distortion of the output voltage. Furthermore, an excellent distribution of currents between modules is achieved, resulting in fine power equalization between the inverters on stream. The crossover frequency of the different loop gains involved is moderate, so that robustness to variations of the operation point and to modeling uncertainties is achieved. A comparative study with a two-loop conventional PI control scheme is presented. Experimental results on a 1-kVA modular online UPS system confirm the viability of the proposed scheme.
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    Técnicas de control robusto basado en modelo de referencia aplicadas a sistemas modulares de alimentación
    (Universitat Politècnica de València, 2008-05-07T07:43:49Z) Pascual Molto, Marcos; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Dpto. de Física Aplicada; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Escuela Politécnica Superior de Alcoy; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales
    Los sistemas de conversión conectados en paralelo constituyen una solución interesante al problema de proporcionar una tensión regulada a una carga que demanda corrientes elevadas, pues la paralelización de convertidores permite distribuir la corriente entre los diversos módulos, reduciendo el estrés sobre los interruptores y mejorando la fiabilidad del sistema. En sistemas multimodulares de convertidores se necesita normalmente un esquema de control modo corriente, como el control modo corriente media (ACC en inglés), que asegure una correcta compartición de corriente entre los distintos módulos. Con este tipo de control, las características dinámicas del lazo de control dependen considerablemente de las condiciones de línea y carga, así como del número de módulos conectados en paralelo. En esta tesis se han aplicado dos técnicas diferentes de control robusto basado en modelo de referencia (RMF en inglés) a sistemas de conversión en paralelo con el fin de mejorar la robustez del control ACC convencional. El trabajo realizado puede dividirse en tres grandes bloques: En primer lugar, se ha presentado un esquema de control RMF paso-alto que ha sido aplicado al lazo de tensión de un convertidor DC-DC multimodular tipo Buck. El esquema de control propuesto añade un lazo interno adicional a los lazos de corriente y de tensión del control ACC convencional, reduciendo la sensibilidad del lazo externo de tensión frente a los parámetros variables de la etapa de potencia: número de módulos, tensión de entrada, carga y tolerancias de los componentes. Además, el lazo mejora considerablemente el rechazo de perturbaciones del convertidor, esto es, impedancia de salida y audiosusceptibilidad en lazo cerrado, en baja frecuencia si se compara con el control ACC convencional. La principal limitación de este esquema de control es que su funcionamiento está limitado por el rizado de conmutación presente en la tensión de salida, dado que se utiliza un regulador auxiliar......
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    Sensitivity Study of the Dynamics of Three-Phase Photovoltaic Inverters With an LCL Grid Filter
    (Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2009) Figueres Amorós, Emilio; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Sandia Paredes, Jesús; González Espín, Francisco José; Calvo Rubio, Jesús; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales
    [EN] An accurate small-signal model of three-phase photovoltaic (PV) inverters with a high-order grid filter is derived in this paper. The proposed model takes into account the influence of both the inverter operating point and the PV panel characteristics on the inverter dynamic response. A sensitivity study of the control loops to variations of the dc voltage, PV panel transconductance, supplied power, and grid inductance is performed using the proposed small-signal model. Analytical and experimental results carried out on a 100-kW PV inverter are presented.
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    Control robusto basado en modelo de referencia de convertidores multinivel. Aplicación a filtros activos en conexión paralelo para corrección de armónicos en redes eléctricas de media tensión
    (Universitat Politècnica de València, 2008-05-07T07:18:12Z) Munduate Tellería, Alejandro; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Figueres Amorós, Emilio; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales
    En esta Tesis se presentan dos aportaciones novedosas principales. La primera es la propuesta del control Robusto basado en modelo de referencia (RMF) para regular las corrientes de salida y la tensión del Bus DC de un convertidor NPC de tres niveles, trabajando como Filtro Activo Paralelo (FAP) en redes de media tensión. La segunda aportación importante de la tesis es el desarrollo de nuevos modelos de pequeña señal del convertidor NPC-FAP de tres niveles, que permiten diseñar con mayor precisión tanto los reguladores de corriente como los reguladores de tensión de Bus de continua (DC) del convertidor. Se ha propuesto una metodología de modelado de convertidores trifásicos en el sistema de referencia síncrono dq0, y se han desarrollado los modelos de pequeña y gran señal del convertidor NPC de tres niveles, para una aplicación de filtro activo paralelo a tres hilos. Se han obtenido las funciones de transferencia necesarias para el control lineal del convertidor, deduciendo las funciones de transferencia necesarias para el control de la corriente inyectada por el filtro y de la tensión de Bus DC del convertidor. Se ha realizado un estudio de nuevas alternativas para el control de las corrientes del FAP y de la tensión del Bus DC. Tras analizar el control convencional PI, se propone un nuevo control robusto RMF, aplicando ambos controles tanto a la regulación de armónicos de corriente como al control de la tensión de Bus DC. Se analiza también un "controlador resonante" basado en Integradores Generalizados (PIS) aplicado al control de corriente del convertidor. En todos los casos se desarrolla una metodología de diseño de los controladores, tanto en tiempo continuo como en tiempo discreto, y se lleva a cabo un análisis comparativo entre los distintos reguladores propuestos, tanto de corriente como de tensión. Se llega a la conclusión de que la mejor opción para el lazo de corriente es el controlador PIS, mientras que el controlador RMF es el óptimo para el lazo
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    Sistema de compensación mediante filtro activo de potencia con sistema de obtención de las corrientes de referencia selectivo utilizando control 3D-3B SVPWM de la etapa de potencia. Aplicación a sistemas industriales a 4 hilos
    (Universitat Politècnica de València, 2008-12-15T12:39:30Z) Orts Grau, Salvador; Gimeno Sales, Francisco José; Abellán García, Antonio; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño; Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico; Escuela Politécnica Superior de Alcoy; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales
    Esta tesis doctoral trata acerca de los sistemas de compensación activos de conexión en paralelo utilizados para la mejora de la calidad del suministro eléctrico, y de la eficiencia energética en las redes eléctricas de distribución y en las instalaciones, a cuatro hilos. En la presente tesis se desarrolla un nuevo filtro o compensador activo de potencia con la capacidad de seleccionar los fenómenos a compensar, incluyéndose además algunas propuestas que, aplicadas a estos sistemas de compensación, permiten mejorar las prestaciones finales obtenidas. Se presentan las estrategias de compensación global más utilizadas en compensadores activos y se propone un método de compensación global basado en la norma IEEE Std. 1459-2000. Se realiza un estudio comparativo de las diferentes estrategias de compensación global. Para la obtención de un compensador selectivo, se proponen dos métodos diferentes para la descomposición de las corrientes de carga y la obtención de las corrientes de compensación. El primer método está basado en la utilización de las conductancias por fase y la conductancia equivalente del sistema trifásico. El segundo se basa en la descomposición de potencias propuesta en la IEEE Std. 1459-2000. Se presenta un análisis de cada uno de los métodos propuestos. Se presenta el análisis del sistema completo para la implementación del compensador selectivo propuesto. El sistema de control incluye, la utilización de la técnica de la ventana deslizante para la obtención de las corrientes de referencia, el desarrollo de un regulador de corriente de bajo coste computacional, el diseño del regulador para el control del bus dc y el desarrollo de un nuevo modulador vectorial tridimensional 3D-3B SVPWM. Finalmente, se presentan los resultados de simulación y experimentales del sistema de compensación diseñado, para diferentes tipos de cargas y condiciones de alimentación. Parte de estos resultados han sido presentados, entre otras, en las siguientes publicaciones: " S. O
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    Robust Model-Following control of a three-level Neutral Point Clamped shunt active filter in the medium voltage range
    (Elsevier, 2009) Munduate, Alejandro; Figueres Amorós, Emilio; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Dpto. de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales; Ministerio de Educación y Ciencia
    [EN] This paper presents a robust control technique applied to a three-phase shunt active filter based on an NPC inverter, showing the modelling procedure needed to carry out the proposed control. The transfer functions for the control of the currents injected by the active filter are derived. The modelling is based on the abc/dq Park transformation of the AC system variables. The currents injected by the active filter are controlled in the synchronous orthogonal dq reference frame. The proposed robust current control technique is compared to a conventional PI controller in the dq frame, and to a PIS controller in the dq frame, consisting of a PI and resonant controllers synchronized to the frequencies of the nonlinear load current harmonics. On one hand, it is shown that the proposed technique improves the current harmonics compensation obtained by conventional PI control. On the other hand, it is found that the PIS controller is the best suited for current harmonics compensation among the controllers under study. Nevertheless, the RMF controller results in a simpler implementation than the PIS controller. Moreover, the proposed robust control has been applied to the DC-link voltage regulation, and it has been compared to a PI controller. It is shown that the robust control technique improves the dynamic response of the inverter to load steps without the need of a high crossover frequency of the DC-link voltage loop.