Algoritmo de búsqueda transitoria óptimo basado en controladores PI para mejorar la capacidad de resistencia a baja tensión de la turbina eólica basada en PMSG conectada a la red
Autores: Qais, Mohammed H.; Hasanien, Hany M.; Alghuwainem, Saad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Algoritmo de búsqueda transitoria óptimo basado en controladores PI para mejorar la capacidad de resistencia a baja tensión de la turbina eólica basada en PMSG conectada a la red
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Controladores proporcionales-integrales
Convertidores
Aerogenerador
Optimización
TSO
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
Este documento describe un nuevo intento de aplicar un novedoso algoritmo de optimización de búsqueda transitoria (TSO) para diseñar de manera óptima los controladores proporcional-integral (PI). Los controladores PI óptimos se utilizan en todos los convertidores de un generador síncrono de imanes permanentes (PMSG) conectado a la red y alimentado por un aerogenerador de velocidad variable. Los convertidores de estos sistemas de energía eólica contienen un convertidor del lado del generador (GSC) y un inversor del lado de la red (GSI). Ambos convertidores son controlados de manera óptima por los controladores PI basados en TSO propuestos utilizando un esquema de control vectorial. El GSC es responsable de regular el punto de máxima potencia, la potencia reactiva del generador y las corrientes del generador. Además, el GSI se controla esencialmente para controlar el punto de acoplamiento común (PCC) de voltaje, el voltaje de enlace CC y las corrientes de la red. El TSO se aplica para minimizar la función de aptitud, que tiene la suma del error cuadrado de estas variables. Las restricciones del problema de optimización incluyen el rango de las ganancias proporcionales e integrales de los controladores PI. Todos los estudios de simulación, incluido el código TSO, se implementan utilizando el software PSCAD. Esto representa una contribución destacada y novedosa de este estudio, donde el TSO está codificado utilizando el lenguaje Fortran dentro del software PSCAD. La efectividad del esquema de control TSO-PI se compara con la lograda mediante el uso de un esquema de control PI de algoritmo de optimización de lobo gris reciente (GWO). La validez de los controladores PI propuestos por TSO se prueba bajo varias perturbaciones en la red, como someter el sistema a fallas balanceadas y desbalanceadas. Con el controlador TSO-PI óptimo, la capacidad de resistencia a bajas tensiones del PMSG conectado a la red puede mejorarse aún más.
Descripción
Este documento describe un nuevo intento de aplicar un novedoso algoritmo de optimización de búsqueda transitoria (TSO) para diseñar de manera óptima los controladores proporcional-integral (PI). Los controladores PI óptimos se utilizan en todos los convertidores de un generador síncrono de imanes permanentes (PMSG) conectado a la red y alimentado por un aerogenerador de velocidad variable. Los convertidores de estos sistemas de energía eólica contienen un convertidor del lado del generador (GSC) y un inversor del lado de la red (GSI). Ambos convertidores son controlados de manera óptima por los controladores PI basados en TSO propuestos utilizando un esquema de control vectorial. El GSC es responsable de regular el punto de máxima potencia, la potencia reactiva del generador y las corrientes del generador. Además, el GSI se controla esencialmente para controlar el punto de acoplamiento común (PCC) de voltaje, el voltaje de enlace CC y las corrientes de la red. El TSO se aplica para minimizar la función de aptitud, que tiene la suma del error cuadrado de estas variables. Las restricciones del problema de optimización incluyen el rango de las ganancias proporcionales e integrales de los controladores PI. Todos los estudios de simulación, incluido el código TSO, se implementan utilizando el software PSCAD. Esto representa una contribución destacada y novedosa de este estudio, donde el TSO está codificado utilizando el lenguaje Fortran dentro del software PSCAD. La efectividad del esquema de control TSO-PI se compara con la lograda mediante el uso de un esquema de control PI de algoritmo de optimización de lobo gris reciente (GWO). La validez de los controladores PI propuestos por TSO se prueba bajo varias perturbaciones en la red, como someter el sistema a fallas balanceadas y desbalanceadas. Con el controlador TSO-PI óptimo, la capacidad de resistencia a bajas tensiones del PMSG conectado a la red puede mejorarse aún más.