Diseño y simulación de un filtro activo de potencia en paralelo con acoplamiento LCLC para la atenuación de armónicos en sistemas eléctricos de baja y media tensión
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Fecha
2026-06-22
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Universidad Católica de Santa María
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Resumen
La investigación estudia la problemática asociada a las distorsiones armónicas presentes en sistemas eléctricos de baja y media tensión, originadas principalmente por cargas no lineales. El propósito central consiste en diseñar y simular un filtro activo de potencia en paralelo con acoplamiento LCLC, orientado a optimizar la calidad de la energía mediante la reducción de armónicos. Para lograr dicho propósito, se desarrollaron distintas simulaciones en Simulink/MATLAB, evaluando el desempeño del filtro activo de potencia. Las transformadas de Park y Clarke fueron empleadas para examinar los armónicos y plantear el control de corriente. El diseño del filtro consideró un inversor trifásico conectado a un filtro LCLC y un sistema PLL, con el fin de garantizar una sincronización apropiada del filtro con la red eléctrica. Asimismo, se aplicó la modulación por ancho de pulso (PWM) mediante
comparación con una portadora triangular, con el propósito de regular las señales de conmutación del inversor y controlar la corriente de compensación inyectada al sistema .Los resultados alcanzados en las simulaciones evidenciaron que el filtro activo de potencia con acoplamiento LCLC disminuye de manera considerable la distorsión armónica total (THD). Antes de aplicar el filtro, el THD fue de 33.86%, mientras que, luego de su implementación, se redujo a 1.23%, lo cual representa una mejora del 96.37% en la calidad de la energía eléctrica. De forma específica, los armónicos de mayor incidencia, como el quinto, séptimo y undécimo, disminuyeron de 26.38% a 0.66%, de 18.42% a 0.59% y de 10.33% a 0.63%, respectivamente, alcanzando reducciones de hasta 97.50%, 96.80% y 93.90%. En síntesis, el diseño y simulación del filtro activo de potencia con acoplamiento LCLC evidenciaron ser una alternativa eficiente y flexible para reducir armónicos en sistemas eléctricos de baja y media tensión. Las evaluaciones efectuadas en el entorno de Simulink/MATLAB demostraron una disminución importante de la distorsión armónica total (THD), cumpliendo con los criterios definidos por la norma IEEE 519.
Descripción
Palabras clave
Armónicos, Control de Corriente, Filtro Activo