Aplicación de controladores FOPI basados en el algoritmo de optimización de ballenas para STATCOM y UPQC para mitigar armónicos e inestabilidad de voltaje en las redes de distribución de energía modernas
Autores: Mahmoud, Mohamed Metwally; Atia, Basiony Shehata; Esmail, Yahia M.; Ardjoun, Sid Ahmed El Mehdi; Anwer, Noha; Omar, Ahmed I.; Alsaif, Faisal; Alsulamy, Sager; Mohamed, Shazly A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aplicación de controladores FOPI basados en el algoritmo de optimización de ballenas para STATCOM y UPQC para mitigar armónicos e inestabilidad de voltaje en las redes de distribución de energía modernas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Sistemas de energía renovable
Cargas no lineales
Algoritmo de optimización de ballenas
Controlador proporcional-integral de orden fraccional
Acondicionador de calidad de potencia unificado
STATCOM
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
En los sistemas de energía modernos recientes, el número de sistemas de energía renovable (RESs) y cargas no lineales se ha vuelto más prevalente. Cuando estos sistemas se conectan a la red eléctrica, pueden enfrentar nuevas dificultades y problemas como armónicos y voltaje no estándar. El estudio propuesto sugiere la aplicación de un algoritmo de optimización de ballenas (WOA) basado en un controlador proporcional-integral de orden fraccionario (FOPIC) para el acondicionador de calidad de potencia unificado (UPQC) y las herramientas STATCOM. Estos funcionan mejor con la ayuda de su sistema de control mejorado, para aumentar la fiabilidad del sistema y la respuesta dinámica rápida, y para disminuir la distorsión armónica total (THD) para mejorar la calidad de la potencia (PQ). En este artículo, se estudian y evalúan tres configuraciones diferentes, a saber: (C) FOPIC basado en WOA para UPQC, (C) FOPIC basado en WOA para STATCOM y (C) sistema sin FACTS, es decir, caso base, para mitigar los inconvenientes mencionados. C también se considera como un caso base para resaltar los principales beneficios de C y C en la mejora de la PQ al reducir el %THD del sistema de voltaje y corriente y mejorar las formas de onda de voltaje de los sistemas. Con C, la fluctuación de voltaje se reduce en un 98%, pero casi desaparece en C durante condiciones normales. Además, durante el período de falla, la distorsión de voltaje se reduce en un 95% y 100% con C y C, respectivamente. Además, al comparar C con C y C bajo condiciones regulares, la reducción porcentual en THD es notable. Además, C elimina la necesidad de hundimientos de voltaje, detectores de armónicos y armónicos de corriente, y ayuda a optimizar el enfoque de control y mejorar la precisión del control. La modelización y simulación del sistema preparado se realizan mediante MATLAB/Simulink. Finalmente, se puede concluir que los resultados obtenidos son muy interesantes y útiles en la recuperación al estado estacionario de los sistemas eólicos y cargas no lineales, aumentando así sus capacidades de conexión a la red.
Descripción
En los sistemas de energía modernos recientes, el número de sistemas de energía renovable (RESs) y cargas no lineales se ha vuelto más prevalente. Cuando estos sistemas se conectan a la red eléctrica, pueden enfrentar nuevas dificultades y problemas como armónicos y voltaje no estándar. El estudio propuesto sugiere la aplicación de un algoritmo de optimización de ballenas (WOA) basado en un controlador proporcional-integral de orden fraccionario (FOPIC) para el acondicionador de calidad de potencia unificado (UPQC) y las herramientas STATCOM. Estos funcionan mejor con la ayuda de su sistema de control mejorado, para aumentar la fiabilidad del sistema y la respuesta dinámica rápida, y para disminuir la distorsión armónica total (THD) para mejorar la calidad de la potencia (PQ). En este artículo, se estudian y evalúan tres configuraciones diferentes, a saber: (C) FOPIC basado en WOA para UPQC, (C) FOPIC basado en WOA para STATCOM y (C) sistema sin FACTS, es decir, caso base, para mitigar los inconvenientes mencionados. C también se considera como un caso base para resaltar los principales beneficios de C y C en la mejora de la PQ al reducir el %THD del sistema de voltaje y corriente y mejorar las formas de onda de voltaje de los sistemas. Con C, la fluctuación de voltaje se reduce en un 98%, pero casi desaparece en C durante condiciones normales. Además, durante el período de falla, la distorsión de voltaje se reduce en un 95% y 100% con C y C, respectivamente. Además, al comparar C con C y C bajo condiciones regulares, la reducción porcentual en THD es notable. Además, C elimina la necesidad de hundimientos de voltaje, detectores de armónicos y armónicos de corriente, y ayuda a optimizar el enfoque de control y mejorar la precisión del control. La modelización y simulación del sistema preparado se realizan mediante MATLAB/Simulink. Finalmente, se puede concluir que los resultados obtenidos son muy interesantes y útiles en la recuperación al estado estacionario de los sistemas eólicos y cargas no lineales, aumentando así sus capacidades de conexión a la red.