Estrategia de control conectada a la red basada en el control predictivo de modelo de tres vectores tolerante a fallos para parques eólicos marinos
Autores: Wu, Jiahui; Li, Jiangyong; Wang, Haiyun; Li, Guodong; Ru, Yalun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estrategia de control conectada a la red basada en el control predictivo de modelo de tres vectores tolerante a fallos para parques eólicos marinos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estrategia de control convencional
De doble bucle vectorial
Sistemas VSC-HVDC
Parques eólicos marinos
Estrategia de control tolerante a fallas
Control predictivo basado en modelo
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En la estrategia de control vectorial de doble lazo convencional de los sistemas de Corriente Continua de Alta Tensión basados en Convertidores de Fuente de Voltaje (VSC-HVDC) empleados en parques eólicos marinos, existen desafíos como la compleja ajuste de parámetros PI y la velocidad de respuesta lenta. Además, una falla en un brazo de puente de una sola fase en la estación de conversión puede provocar un cambio en los parámetros del sistema, lo que resulta en el fallo de la estrategia de control original. Por lo tanto, este artículo propone una estrategia de control tolerante a fallas para parques eólicos marinos conectados a la red, basada en el control predictivo del modelo (MPC). En primer lugar, se establecen modelos predictivos para los estados normales y tolerantes a fallas de la estación de conversión del lado de la red basados en la estructura del sistema de la estación de conversión del lado de la red y un modelo súper local. Posteriormente, se construye una función de costo utilizando el error de potencia, con el objetivo de optimización establecido como la función de valor. Este enfoque permite predecir con precisión los futuros estados de conmutación del inversor conectado a la red para seguir la potencia de referencia. Finalmente, se establece un modelo de simulación del sistema de red eléctrica eólica marina en el entorno de MATLAB/Simulink (2022a). Los resultados demuestran que la estación de conversión del lado de la red puede operar de manera efectiva de manera tolerante a fallas bajo la estrategia de control propuesta, mejorando así la resistencia a las perturbaciones y las capacidades de recuperación de fallas del sistema VSC-HVDC eólico marino.
Descripción
En la estrategia de control vectorial de doble lazo convencional de los sistemas de Corriente Continua de Alta Tensión basados en Convertidores de Fuente de Voltaje (VSC-HVDC) empleados en parques eólicos marinos, existen desafíos como la compleja ajuste de parámetros PI y la velocidad de respuesta lenta. Además, una falla en un brazo de puente de una sola fase en la estación de conversión puede provocar un cambio en los parámetros del sistema, lo que resulta en el fallo de la estrategia de control original. Por lo tanto, este artículo propone una estrategia de control tolerante a fallas para parques eólicos marinos conectados a la red, basada en el control predictivo del modelo (MPC). En primer lugar, se establecen modelos predictivos para los estados normales y tolerantes a fallas de la estación de conversión del lado de la red basados en la estructura del sistema de la estación de conversión del lado de la red y un modelo súper local. Posteriormente, se construye una función de costo utilizando el error de potencia, con el objetivo de optimización establecido como la función de valor. Este enfoque permite predecir con precisión los futuros estados de conmutación del inversor conectado a la red para seguir la potencia de referencia. Finalmente, se establece un modelo de simulación del sistema de red eléctrica eólica marina en el entorno de MATLAB/Simulink (2022a). Los resultados demuestran que la estación de conversión del lado de la red puede operar de manera efectiva de manera tolerante a fallas bajo la estrategia de control propuesta, mejorando así la resistencia a las perturbaciones y las capacidades de recuperación de fallas del sistema VSC-HVDC eólico marino.