Control de tensión en el Bus DC para compensadores activos de potencia conectados en paralelo | Voltage control of a DC Bus for shunt active power compensators

RESUMEN: Este artículo aborda el problema del control de tensión en el bus DC para compensadores activos de potencia conectados en paralelo (SAPC, Shunt Active Power Compensator) de tres ramas y cuatro hilos, basando la solución en su modelo matemático. A partir del modelo del SAPC se establece un modelo con información suficiente para deducir la función de transferencia que describe el proceso de carga y descarga del bus DC. Se emplea la sintonía de un controlador clásico PI con la velocidad y robustez suficientes para mantener el nivel de tensión adecuado en el bus DC, de tal modo que, la red solo suministra la potencia activa que la carga demanda. El modelo propuesto garantiza la compensación de potencia reactiva, la regulación de la tensión en el bus DC, y el equilibrio entre los dos capacitores del enlace del bus DC. Los resultados se verifican a partir del modelo matemático en MATLAB y se validan por medio de un modelo circuital implementado en PSIM.

ABSTRACT: This paper deals with the DC-bus control problem for three-leg four-wires Shunt Active Power Compensators (SAPCs), based on the solution of a mathematical model. Starting with the SAPC concept a mathematical model with enough information to deduce the transfer function that describes the charging/discharging DC-bus process is proposed. A PI controller for tuning the SAPC with enough speed and robustness to keep the DC voltage in an adequate level is employed, so that it is guaranteed that the active power is only supplied on demand. The proposed model guarantees reactive power compensation, regulation of the DC bus, and balance between the two capacitors in the DC bus. The mathematical model is verified by Matlab simulations and it is validated through a circuital model implemented in PSIM.