Implementación del sistema de control de un convertidor de potencia usando la técnica PIL para un sistema eléctrico aislado basado en generación solar fotovoltaica

Abstract

En el presente documento se analiza una nueva metodología de diseño para la implementación y ajuste del sistema de control de unas aplicaciones de electrónica de potencia basada en la técnica de Processor In the Loop (PIL). En concreto, en este proyecto se trata de modelar y simular sistemas complejos de plantas de generación eléctrica basada en energías renovables mediante paquetes de simulación como MATLAB – Simulink, permitiendo que la implementación de la estrategia de control se realice en la plataforma hardware real donde se llevaría a cabo la aplicación final. Esto permite poder diseñar, desarrollar y ajustar el sistema de control real sin necesidad de disponer del sistema de la aplicación final. En este Trabajo Fin de Grado se propone una simulación de un sistema de generación eléctrica aislada, basado en energía fotovoltaica con batería. A este sistema, se le ha aplicado la técnica de simulación Processor In the Loop (PIL), la cual consiste mayormente en implementar un algoritmo de control en una placa de desarrollo o sistema microprocesador embebido. Se ha propuesto el algoritmo de control que implementa el Seguimiento del Punto de Máxima Potencia (MPPT) de una planta de generación fotovoltaica implementado en un convertidor de potencia DC/DC elevador. Este algoritmo MPPT propuesto implementa la estrategia de Perturbación y Observación (P&O), lo que nos permitirá garantizar la máxima captura de potencia generada por el sistema de generación fotovoltaico. Para la simulación, la planta de nuestro sistema se ejecutará en el software Simulink (Matlab), mientras que el algoritmo de control lo hará en la placa de desarrollo con el microprocesador TMS320F28379D de la familia C2000 Delfino del fabricante Texas Instruments.

In the present document a new methodology of design for the implementation and adaptation of the control system of some power electronic applications based on the Processor In the Loop (PIL) technique has been analysed. Specifically, this project studies modeling and simulating complex systems of power generation plants based on renewable energies using simulation packages such us, MATLAB – Simulink, allowing that the control approach implementation runs in the real hardware platform where the final application is carried out. This allows the design, development and adaption of the real control system without the need of the final application system. This Final Degree Thesis proposes a simulation of an isolated power generation system, based on photovoltaic energy with battery storage. In this system, Processor In the Loop (PIL) simulation approach has been applied, which is comprised by implementing a control algorithm in a development board or a embedded microprocessor system. It has been proposed the control algorithm that implements the Maximun Power Point Tracking (MPPT) of a photovoltaic power plant implemented in a power converter DC/DC boost. This algorithm MPPT applies the Perturb and Observe (P&O) approach, wihch will allow to guarantee the maximun capture of the power generate by the photovoltaic generation system. For he simulation, our system plant will be run in the software Simulink (Matlab), whereas the control algorithm will be run in the development board with the microprocessor TMS320F28379D of C2000 Delfino by TI manufacturer.