Date: 30/07/2026
Time: 9:00 am
Presenter: Javier A. Muñoz Vidal
Abstract: (Please note: this webinar will be in Spanish and is sponsored by PELS TC 1) Multiport DC-DC converters offer a compact and component-efficient alternative to conventional multi-converter configurations in photovoltaic (PV) applications. However, their high-order, multivariable nature presents a critical challenge: severe cross-coupling. This webinar presents advanced digital control and decoupling strategies to address these challenges in both autonomous and grid-tied systems. First, an autonomous four-port topology integrating PV generation, hybrid energy storage (batteries and supercapacitors), and a load is examined. Using state-feedback and a decoupling matrix, this control scheme minimizes transient overshoots, achieves settling times under 20 ms, and keeps cross-coupling deviation under 2%. Second, a two-stage grid-tied configuration utilizing a dual-input single-output DC-DC converter for dual independent MPPT linked with a single-phase full-bridge inverter is explored. Here, the proposed state-feedback control reduces mutual cross-coupling to a maximum of 2.47% and 6.7% during severe step perturbations on adjacent PV modules. By mitigating cross-coupling, these strategies enable stable, flexible, and independent control loops, facilitating smooth operation under dynamic environmental conditions. The mathematical formulation, controller design, and experimental validation of these topologies are explored.
Los convertidores DC-DC multiport representan una alternativa compacta y eficiente en el uso de componentes en comparación con las configuraciones convencionales de múltiples convertidores en aplicaciones fotovoltaicas (PV). Sin embargo, su naturaleza multivariable y de alto orden plantea un desafío crítico: un severo acoplamiento cruzado. En este webinar se presentan estrategias avanzadas de control digital y desacoplamiento para abordar estos desafíos tanto en sistemas autónomos como conectados a la red. En primer lugar, se examina una topología autónoma de cuatro puertos que integra generación fotovoltaica, almacenamiento híbrido de energía (baterías y supercondensadores) y una carga. Mediante el uso de retroalimentación de estado y una matriz de desacoplamiento, este esquema de control minimiza los sobreimpulsos transitorios, logra tiempos de establecimiento inferiores a 20 ms y mantiene la desviación por acoplamiento cruzado por debajo del 2%. En segundo lugar, se explora una configuración de dos etapas conectada a la red que utiliza un convertidor DC-DC de doble entrada y una salida para un MPPT doble e independiente, enlazado con un inversor de puente completo monofásico. En este caso, el control por retroalimentación de estado propuesto reduce el acoplamiento cruzado mutuo a un máximo de 2.47% y 6.7% durante perturbaciones severas de escalón en módulos fotovoltaicos adyacentes. Al mitigar el acoplamiento cruzado, estas estrategias permiten la implementación de lazos de control estables, flexibles e independientes, lo que facilita una operación fluida bajo condiciones ambientales dinámicas. Se detallan la formulación matemática, el diseño de controladores y la validación experimental de estas topologías.
