Control predictivo de Estados Finitos para un convertidor bidireccional con diodos de enclavamiento

Abstract

En este trabajo se presenta un convertidor multinivel en conexión Espalda contra Espalda (EcE) basado en la topología con Diodos de Enclavamiento. Dicha configuración permite la conexión de dos sistemas trifásicos de media tensión sin el uso de transformadores de acoplamiento, permitiendo el control total del flujo de potencia con baja distorsión de corriente en ambos terminales del sistema. El control de ambos convertidores, junto con el de balance del bus de continua se efectúa mediante una estrategia de Control Predictivo de Estados Finitos. Se analiza el sistema de conversión para distintos índices de modulación, dirección de flujo de potencia y la aplicación de dos estrategias de modulación diferentes en ambos convertidores. Se presentan resultados que permiten concluir la viabilidad de aplicación del sistema para la solución de problemas relacionados con la transmisión de potencia y accionamientos de motores en niveles de media tensión sin la utilización de transformadores elevadores.

This work presents a multilevel back to back converter topology based on the Diode Clamped Multilevel Inverter. This configuration allows the direct linking of two medium voltage power systems with different frequency without stepup transformers for complete power flow control with low current distortion. Converters control and DC bus voltage balance is performed using a Finite-States Model Predictive Control approach. The conversion system is analized for several working conditions such as different modulation indexes, power flows and even different modulation schemes on both converters. The results allow to conclude the feasability of the proposal for the solution of power transmission and motor drive implementations in the medium voltage range without the necessity of step-up transformers.