Publicado:

2018-09-16

Número:

Vol. 1 Núm. 1 (2018): Edición especial

Sección:

Visión Investigadora

Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas

Analysis of an inverter without transformer in electrical microgrids

Autores/as

Palabras clave:

Transformer less inverter, Microgrid, Half Bridge topology (en).

Palabras clave:

Inversor sin transformador, Microred, Topología de medio puente (es).

Descargas

Resumen (es)

La eficiencia energética es un factor clave a la hora de trabajar con fuentes no convencionales de energía, es por eso que los sistemas fotovoltaicos interconectados a red utilizan inversores sin transformador con el fin de obtener eficiencias cercanas al 98%. Dicha idea puede ser adaptada a las micro redes eléctricas, con el fin de aumentar la eficiencia de esta. En este artículo se presenta la topología medio puente sin transformador operando en una micro red eléctrica.  Se analiza el principio de funcionamiento de la topología y se simula, con el software PSIM, el flujo de potencia bidireccional cuando el sistema se encuentra conectado a red, así como la entrega de energía a una carga en modo isla. Finalmente, se presentan las conclusiones.

Resumen (en)

Energy efficiency is a key factor when working with non-conventional energy sources, for this reason, interconnected grid photovoltaic systems use transformer less inverters to obtain efficiencies close to 98%. This idea can be adapted to microgrids, in order to increase its efficiency. In this paper is presented the transformer less half bridge topology working in an electric microgrid. The operation of the topology and the bidirectional power flow are simulated in the PSIM software with the system connected to the grid. Additionally, the operation of the converter in island mode also is simulated. Finally, the conclusions are presented.

Referencias

R Burrett, R. Dixon, M. Eckhart, D. Hales y A. Kloke-lesch, “Renewable Energy Policy Network for the 21st Century”, REN21, 2009. [En línea]. Disponible en: http://www.ren21.net/Portals/0/documents/activities/gsr/RE_GSR_2009_Update.pdf

C. Trujillo, D. Velasco, G. Garcera, E. Figueres y J. Guacaneme. “Reconfigurable Control Scheme for a PV Microinverter Working in Both Grid-Connected and Island Modes”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.60, no.4, 2013, pp.1582-1595. https://doi.org/10.1109/TIE.2011.2177615

I. Erlich y A. El-Naggar, “Control approach of three-phase grid connected PV inverters for voltage unbalance mitigation in low-voltage distribution grids”, IET Renewable Power Generation, vol. 10, no. 10, 2016, pp. 1577-1586. https://doi.org/10.1049/iet-rpg.2016.0200

C. M. Lai y. J. Lin, “Development of a modular single-stage grid-connected fuel-cell inverter system with power management and remote monitoring interface”, IEEE 3rd International Future Energy Electronics Conference and ECCE Asia (IFEEC 2017 - ECCE Asia), Kaohsiung, 2017, pp. 2094-2099. https://doi.org/10.1109/IFEEC.2017.7992374

M. P. S. Gryning, Q. Wu, M. Blanke, H. H. Niemann y K. P. H. Andersen, “Wind Turbine Inverter Robust Loop-Shaping Control Subject to Grid Interaction Effects”, IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 7, no. 1, 2016, pp. 41-50. https://doi.org/10.1109/TSTE.2015.2472285

M. Islam, N. Afrin y S. Mekhilef, “Efficient Single Phase Transformerless Inverter for Grid-Tied PVG System with Reactive Power Control”, IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 7, no. 3, 2016, pp. 1205-1215. https://doi.org/10.1109/TSTE.2016.2537365

Y. W. Cho, W. J. Cha, J. M. Kwon y B. H. Kwon, “Improved single-phase transformerless inverter with high power density and high efficiency for grid-connected photovoltaic systems”, IET Renewable Power Generation, vol. 10, no. 2, 2016, pp. 166-174. https://doi.org/10.1049/iet-rpg.2015.0139

I. Patrao, E. Figueres, F. González-Espín y G. Garcerá, “Tranformerless topologies for grid-connected single-phase photovoltaic inverters”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 15, no. 7, 2011, pp. 3423-3431mber 2011. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.03.034

M. D. Manjrekar, R. Kieferndorf y G. Venkataramanan, “Power electronic transformers for utility applications”, Conference Record of the 2000 IEEE Industry Appliactions Conference, no. 4, pp. 2496-2502, 2000. https://doi.org/10.1109/IAS.2000.883173

M. Calais, V. G. Agelidis y M. Meinhardt, “Multilevel converters for single-phase grid connected photovoltaic systems: an overview”, Solar Energy, vol. 66, no. 5, 1999, pp. 325-335. https://doi.org/10.1016/S0038-092X(99)00035-3

S. V. Araujo, P. Zacharias y B. Sahan, “Novel grid-connected non-isolated converters for photovoltaic systems with grounded generator”, PESC 2008-IEEE Power Electronics Specialists Conference, pp. 58-65, 2008. https://doi.org/10.1109/PESC.2008.4591897

W. Mcmurray, “Inverter Circuits,” U.S. Patent 3207974, Septiembre de 1965.

D. M. Baker, V. G. Agelidis y C. V. Nayer, “A comparison of tri-level and bi-level current controlled grid-connected single-phase full-bridge inverters”, ISIE '97-Proceedings of the IEEE International Symposium on Industrial Electronics, no. 2, pp. 463-468, 1997. https://doi.org/10.1109/ISIE.1997.648992

S. Araujo, P. Zacharias y R. Mallwitz, “Highly Efficient Single-Phase Transformerless Inverters for Grid-Connected Photovoltaic Systems”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 57, no. 9, 2000, p. 3118-3128. https://doi.org/10.1109/TIE.2009.2037654

B. Burger y D. Kranzer, “Extreme high efficiency PV-power converters”, EPE '09-13th European Conference on Power Electronics and Applications, pp. 1-13, 2009.

M. Lin, T. Fen, Z. Fei, J. Xinmin y T. Yibin, “Leakage current analysis of a single-phase transformer-less PV inverter connected to the grid”, ICSET 2008-IEEE International Conference on Sustainable Energy Technologies, pp. 285-289, 2008. https://doi.org/10.1109/ICSET.2008.4747018

Z. Kai, Z. Yunbin, Z. Yonggao y K. Yong, “Reduction of Common Mode EMI in a Full-Bridge Converter through Automatic Tuning of Gating Signals”, IPEMC 2006. CES/IEEE 5th International Power Electronics and Motion Control Conference, no. 1, pp. 1-5, 2006. https://doi.org/10.1109/IPEMC.2006.4778046

H. Hinz y P. Mustcher, “Single phase voltage source inverters without transformer in photovoltaic applications”, PEMC '96. International Power Electronics and Motion Control Conference and Exhibition, no. 3, pp. 161-165, 1996. https://doi.org/10.1109/ICPEICES.2016.7853435

M. Victor, et. al, “Method of Converting a Direct Current Voltage from A Source of Direct Current Voltage, More Specifically from A Photovoltaic Couse of Direct Current Voltage, Into an Alternating Current Voltage”, U.S. Patent Application 2005/0286281 A1, 29 de Diciembre de 2005.

X. Guo, “A Novel H5 Current Source Inverter for Single-Phase Transformerless Photovoltaic System Applications”, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 64, no. 10, 2017, pp. 1197 – 1201. https://doi.org/10.1109/TCSII.2017.2672779

H. Schmid, et. al, “DC/AC converter to convert direct electric voltage into alternating voltage or into alternating current”, U.S. Patent 7046534, 16 de Mayo de 2006.

P. S. Gotekar, S. P. Muley, D. P. Kothari y B. S. Umre, “Comparison of full bridge bipolar, H5, H6 and HERIC inverter for single phase photovoltaic systems - a review”, Annual IEEE India Conference (INDICON), New Delhi, 2015, pp. 1-6. https://doi.org/10.1109/INDICON.2015.7443837

W. Li, Y. Gu, H. Luo, W. Cui, X. He, Ch. Xia, “Topology Review and Derivation Methodology of Single-Phase Transformerless Photovoltaic Inverters for Leakage Current Suppression”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 62, no. 7, 2015, pp. 4537-4551. https://doi.org/10.1109/TIE.2015.2399278

Cómo citar

APA

Peña-Suesca, R. A., Trujillo-Rodríguez, C. L., y Hernández-Mora, J. A. (2018). Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas. Visión electrónica, 1(1), 142–149. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/19701

ACM

[1]
Peña-Suesca, R.A. et al. 2018. Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas. Visión electrónica. 1, 1 (sep. 2018), 142–149.

ACS

(1)
Peña-Suesca, R. A.; Trujillo-Rodríguez, C. L.; Hernández-Mora, J. A. Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas. Vis. Electron. 2018, 1, 142-149.

ABNT

PEÑA-SUESCA, Rafael Antonio; TRUJILLO-RODRÍGUEZ, César Leonardo; HERNÁNDEZ-MORA, Johann Alexander. Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas. Visión electrónica, [S. l.], v. 1, n. 1, p. 142–149, 2018. Disponível em: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/19701. Acesso em: 12 dic. 2024.

Chicago

Peña-Suesca, Rafael Antonio, César Leonardo Trujillo-Rodríguez, y Johann Alexander Hernández-Mora. 2018. «Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas». Visión electrónica 1 (1):142-49. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/19701.

Harvard

Peña-Suesca, R. A., Trujillo-Rodríguez, C. L. y Hernández-Mora, J. A. (2018) «Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas», Visión electrónica, 1(1), pp. 142–149. Disponible en: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/19701 (Accedido: 12 diciembre 2024).

IEEE

[1]
R. A. Peña-Suesca, C. L. Trujillo-Rodríguez, y J. A. Hernández-Mora, «Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas», Vis. Electron., vol. 1, n.º 1, pp. 142–149, sep. 2018.

MLA

Peña-Suesca, Rafael Antonio, et al. «Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas». Visión electrónica, vol. 1, n.º 1, septiembre de 2018, pp. 142-9, https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/19701.

Turabian

Peña-Suesca, Rafael Antonio, César Leonardo Trujillo-Rodríguez, y Johann Alexander Hernández-Mora. «Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas». Visión electrónica 1, no. 1 (septiembre 16, 2018): 142–149. Accedido diciembre 12, 2024. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/19701.

Vancouver

1.
Peña-Suesca RA, Trujillo-Rodríguez CL, Hernández-Mora JA. Análisis de un inversor sin transformador en micro redes eléctricas. Vis. Electron. [Internet]. 16 de septiembre de 2018 [citado 12 de diciembre de 2024];1(1):142-9. Disponible en: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/19701

Descargar cita

Visitas

75

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Artículos más leídos del mismo autor/a

Loading...