Este artículo trata sobre los dispositivos FACTS (Flexible AC Transmission Systems), en especial sobre el diseño e implementación de un prototipo D-STATCOM, comparando su funcionamiento real con el esperado en la teoría. Se utilizó una estrategia basada en control difuso, empleando la herramienta de Matlab para diseñar el controlador. La red neuronal se entrenó con el voltaje de la red, el voltaje de la etapa inversora, la corriente, las potencias activa y reactiva y el factor de potencia como parámetros de entrada. Inicialmente, el factor de potencia de la carga fue de 0.62 y la operación del prototipo permitió incrementar su voltaje por encima del voltaje de la red, lo cual se refleja en la corriente directa, modificando el factor de potencia a un valor de 0.91 mientras se mantiene el voltaje constante. Finalmente, los resultados demuestran la relación entre el aumento de la etapa inversora del prototipo sobre la línea de energía eléctrica, obteniendo un capacitor variable, ajustando así el factor de potencia.

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de generación, transmisión y distribución de energía están diseñados para suministrar una cantidad de energía eléctrica basada en un diseño previo. Esta capacidad representa un número determinado de viviendas, industrias pequeñas, medianas o grandes, comercios y consumidores. El problema es que, con el paso de los años, la demanda eléctrica ha ido aumentando debido a la modificación de viviendas en pequeños negocios. Esto, a su vez, lleva a la modificación de áreas que anteriormente eran residenciales y que se convierten en zonas comerciales de mayor consumo, debido a las nuevas tecnologías utilizadas por industrias y negocios (Serna-Montoya et al., 2023). Así, el aumento de la demanda eléctrica requiere incrementar la capacidad de generación, transmisión y distribución eléctrica a nivel estructural (Pérez-García et al., 2019). Esto lleva a un aumento significativo de las inversiones económicas por parte de las empresas para cubrir la demanda (Chang & Yeh, 2003; Lopatkin, 2017).

Otro problema causado por el rápido aumento de la demanda eléctrica es el incremento en el esfuerzo de mantenimiento. Por ejemplo, si un sistema fue diseñado inicialmente para tener una durabilidad de 15 años, el aumento de las cargas reactivas disminuye la capacidad inicialmente diseñada, reduciendo su vida útil a 8 años, lo que implica una reducción del 40% de la vida útil del sistema inicial (Durán-Chinchilla & Rosado-Gómez, 2020). Esto genera diferentes factores negativos en los sistemas de distribución que requieren intervención correctiva, aumentando el costo de mantenimiento y reemplazo de dispositivos afectados, generando posibles cortes de energía y efectos colaterales en negocios e industrias que dependen de esta red (Chang & Yeh, 2003; Hannan et al., 2018).