Minimización de armónicos en inversores trifásicos conectados a la red en caso de tensiones desequilibradas de la red

Resumen

En un sistema trifásico desequilibrado, el control de la corriente dq de un inversor conectado a la red eléctrica se complica debido a la presencia de armónicos. Estos armónicos se originan en las fluctuaciones de las señales de los ejes dq, que, a su vez, son consecuencia del desequilibrio en las formas de onda αβ correspondientes. En este artículo se presenta una transformación de Clarke sencilla, con un número mínimo de parámetros adaptativos, para abordar este problema. En el método propuesto, la información de amplitud y fase se extrae mediante la Transformada Rápida de Fourier (FFT). A diferencia de la transformación de Clarke convencional, en la que persisten las  perturbaciones de amplitud y fase debido al uso de coeficientes constantes que aplican un escalado fijo a las formas de onda de entrada —lo que impide restaurar los componentes αβ equilibrados—, el enfoque propuesto mitiga eficazmente estas perturbaciones. El desequilibrio de amplitud se minimiza mediante la normalización de las formas de onda, mientras que las desviaciones de fase se corrigen derivando formas de onda ortogonales a través de una identidad trigonométrica que manipula de forma adaptativa los parámetros de escalado para mantener el equilibrio. La eficacia del método propuesto se validó y se comparó con la transformación de Clarke convencional mediante simulaciones en diversas condiciones de  desequilibrio. Además, ambos métodos de transformación se implementaron dentro de un esquema de control de corriente dq utilizando un bucle de fase bloqueada con marco de referencia síncrono (SRF-PLL). Los resultados demuestran que el método propuesto alcanza una distorsión armónica total (THD) del 2,33 % en ausencia de armónicos de bajo orden, en comparación con el 13,3 % cuando dichos armónicos, en particular los componentes de tercer y quinto orden, están presentes.