Power quality improvement in an AC network using artificial neural network and hysteresis band current controller

Mejora de la calidad de la alimentación en una red de CA usando red neuronal artificial y controlador de corriente de banda de histéresis

Este trabajo presenta un estudio para mejorar la distorsión armónica total (THD) originada por el uso excesivo del equipo de potencia electrónica (PE) y cargas no lineales. Se usa un filtro activo de potencia en derivación (SAPF) para mitigar los armónicos del sistema porque este tiene la capacidad de minimizar los problemas de armónicos iniciado por cargas no lineales. La teoría p-q de potencia reactiva instantánea (IRP) se utiliza para la generación de la señal de referencia y la extracción de componentes compensadores de la corriente. La proporcional integral (PI) y el controlador de red neuronal artificial (ANN) se emplearon en el controlador DC-link y para ajustes de errores de corriente. En este artículo, tanto la histéresis convencional como el controlador de corriente de banda de histéresis adaptativa (HBCC) han sido utilizados para la generación de pulsos de compuerta para el SAPF, lo que reduce la THD en la fuente de corriente a un valor dentro de las normas IEEE establecidas, sin ningún tipo de error sobre la amplia gama de la estrategia adaptativa de HBCC. Los resultados de la simulación confirman que el SAPF con HBCC y ANN realiza una eficiente mitigación de armónicos y mantiene un factor de potencia (PF) cercano a la unidad.

Introducción

El uso excesivo de dispositivos basados en PE tanto en la distribución como en la transmisión ha provocado un grave deterioro de la calidad de la energía. Las cargas de baja y media potencia, como los variadores de velocidad (VSD), los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), los cargadores de teléfonos móviles y ordenadores, etc., consumen una corriente no sinusoidal y distorsionada de la red eléctrica (Khadkikar, Chandra y Singh, 2009). Estos armónicos de corriente generan perturbaciones no deseadas en el sistema eléctrico y comprometen la eficiencia y la estabilidad de la red (Akagi, Watanabe y Aredes, 2017). La técnica más sencilla y barata para la eliminación de estos armónicos es el uso de un filtro pasivo, aunque elimina armónicos selectivos y requiere una resintonización para la mitigación de otros (Blanco et al., 2015). El problema se debe a las características de compensación de la resonancia para el valor fijo de la capacitancia, la inductancia y su inmenso tamaño (Ko, Swe, & Zeya, 2011). También se introdujeron sistemas basados en matrices de puertas programables DSP con este fin (Thirumoorthi et al., 2012). También se utilizaron filtros híbridos, la combinación de filtros pasivos y activos, pero estos son demasiado caros para ser implementados para la eliminación de armónicos (Gupta et al., 2011). Por lo tanto, para superar estos problemas, se desarrollaron filtros de potencia activos en derivación (SAPF).