Simulación de un transformador de estado sólido como enrutador de energía

Abstract

En la actualidad, la creciente demanda de energía eléctrica exige una evolución en cuanto la distribución y generación de energía eléctrica. Con este fin, aparecen en escena las Smart Grids; que se diferencian de las redes tradicionales debido al uso de sistemas de generación distribuida, energías no convencionales y transformadores inteligentes de estado sólido (Solid State Transformer, por sus siglas en inglés). Los transformadores de estado sólido tienen muchas ventajas con respecto a los transformadores convencionales por lo están siendo integrados a las redes eléctricas nacionales de los países más desarrollados. Con base en las características del SST, que se divide en etapas compuestas por convertidores, se propuso un modelado matemático etapa por etapa que permite describir la respuesta dinámica a un flujo bidireccional de energía entre cargas AC y DC en el transformador de estado sólido. Seguido, se diseñó el transformador, sus componentes y etapas, de acuerdo al modelado y fue simulado en el entorno Simulink de MATLAB®, se realizó un análisis de desempeño del SST en diferentes condiciones de trabajo. Así, se obtuvo el modelado matemático etapa por etapa y la respectiva simulación de un transformador de estado sólido, que facilita su diseño y selección de componentes para futuros proyectos que empleen SST como enrutadores de energía. El SST resultante es un dispositivo enrutador de energía, capaz de operar bajo diferentes condiciones de trabajo según requiera el usuario y posee variables modulables de entrada que garantizan un flujo bidireccional de potencia entre cargas AC y DC. Este proyecto sirve como punto de inicio para implementación en proyectos de control digital y electrónica de potencia en la institución, los cuales pueden ser aplicados en el desarrollo de proyectos relacionados con sistemas de generación distribuida que impulsen la implementación de micro redes inteligentes a nivel regional.