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Publicado: 2014-11-13

USM busca optimizar funcionamiento de convertidores de potencia

Iniciativa Fondecyt, que pretende mejorar métodos de control, cuenta con la participación de Ricardo Aguilera, investigador de la University of New South Wales (Australia), quien estuvo de visita en el Plantel para avanzar en el trabajo, que es encabezado por Pablo Lezana, Director del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Santa María. Información en Comunicaciones USM.

Un proyecto que busca mejorar la dinámica de los convertidores de potencia, es el Fondecyt 1140578, que se adjudicó Pablo Lezana, Director del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Técnica Federico Santa María, iniciativa en la cual está trabajando a la par con el Dr. Ricardo Aguilera, investigador de la University of New South Wales (UNSW), de Sydney (Australia), y Magíster en Electrónica de la USM.

Fue en el marco de este proyecto que el investigador viajó desde Oceanía para visitar el Plantel porteño y participar en los avances de la iniciativa, que tiene como principal objetivo aprovechar y conjugar las ventajas de dos tipos distintos de esquemas de control, los de control predictivo y los clásicos, obteniendo con esta asociatividad, rapidez y estabilidad en el funcionamiento de convertidores de potencia.

Según explicó Ricardo Aguilera, se pretende que al ocurrir cambios en las referencias de sistema o al existir cambios bruscos en la carga, “el sistema rápidamente vaya a los niveles que queremos que alcance, pero también que una vez logrados, se mantengan y tengan una buena performance. Hay controladores que son muy veloces en ese sentido, como los predictivos, pero una vez que llegan a esos valores, tienden a tener errores y pueden ser dañinos de cierta forma para la red o las cargas, si se trata de motores. Por otro lado, hay controladores menos agresivos, que se mantienen cerca de esa referencia y lo hacen de mejor forma, pero con un transiente muy lento: tardan en alcanzar los valores solicitados.”

“Lo que estamos tratando de lograr con este proyecto es combinar ambos tipos de controladores: que sean bastante rápidos al llegar al valor que queremos, pero una vez que estén ahí, puedan conmutarse con este otro tipo de controladores, más suaves. De esa forma, se saca ventaja de las fortalezas de ambos y aminoramos sus debilidades”, sostuvo.

Un aporte en el campo de las ERNC

Una de las aplicaciones de este proyecto favorecería el área de las Energías Renovables No Convencionales (ERNC), especialmente en el caso de la energía eólica.

“El viento cambia de forma impredecible, entonces los niveles de referencia y potencia van variando”, ejemplificó el investigador. “Si esto ocurre y se requiere un nuevo nivel de potencia, se necesita llegar rápidamente a ese nivel, por un tema de eficiencia; si se retrasa ese cambio, no se obtiene el máximo nivel de potencia al que se puede aspirar, porque el viento tal vez a esas alturas ya volvió a cambiar”.

A la vez, el investigador explicó que ese convertidor debe conectarse a la red, para traspasar la energía, y esta debe conservar cierto estándar, generalmente una sinusoidal de 50 Hz, que es lo que normalmente requiere nuestra red, aunque “siempre vendrá con cierta distorsión. El control predictivo, al ser rápido, puede generar ese tipo de problemas, por eso la idea es utilizarlo sólo para alcanzar las referencias y luego cambiar a un controlador clásico, más suave”.

Ocurre lo mismo con la energía solar; si vienen nubes, el sistema lee esos cambios de energía, pues siempre hay un algoritmo que está tratando de maximizar la energía que se puede extraer del viento o el sol en este caso.

“Lo más complejo es la transición entre los dos controladores. Al cambiar de uno a otro, lo esencial es que el sistema sepa cuál se está haciendo cargo de gobernarlo”, señaló. “Cuando ocurre ese relevo, la transición puede alejar las variables que se están controlando de la referencia, por un lapso pequeño. Es similar a lo que ocurre al viajar en un ascensor: cuando éste se detiene, se produce una pequeña oscilación. Y esa oscilación puede provocar una especie de confusión en el controlador si hace que el sistema se aleje mucho de la referencia”.

“En el caso de nuestro trabajo”, prosigue, “al ocurrir esta oscilación el sistema podría creer que necesita al controlador predictivo, que lo llevaría rápidamente al valor que necesita. Y eso puede provocar una pugna entre este último y el controlador clásico que lo está relevando en ese instante. Es por eso que resulta de suma importancia lograr una transición suave entre los controladores, ya que de otro modo, esta “pugna” entre los controladores puede llegar dañar al convertidor o a la carga. Por tanto este es uno de los puntos más relevantes del trabajo”.

El proyecto Fondecyt tiene una extensión de dos años y considera la participación de estudiantes de ambas universidades, lo que “no implica que la cooperación finalice una vez terminado este proyecto específico, se puede postular a otros o conseguir otras vías de financiamiento”, aclaró.

Asimismo, destacó que la parte experimental se está llevando a cabo en el Departamento de Ingeniería Eléctrica, en el Laboratorio de Investigación en Accionamientos Eléctricos (LIAcE) que “tiene un estándar de gran calidad, con resultados bastante satisfactorios. Al no tener que esperar a hacerlo en Australia, nos ha permitido ahorrar muchísimo tiempo”, puntualizó. 

Información en Comunicaciones USM.

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