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Diseño de controlador para la operación autónoma de microred de corriente continua

Autores: Sánchez, Hernán A.; Ortega, Rubén; Carranza, Oscar; Rodríguez, Jaime J.; García, Víctor H.; Ortega, Luis M.; Memije, Daniel

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Diseño de controlador para la operación autónoma de microred de corriente continua


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Energía renovable
Generación distribuida
Microrred
Corriente continua
Controlador
Rendimiento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En las últimas tres décadas, se ha promovido el desarrollo de nuevas estrategias de generación de electricidad basadas en energías renovables, lo que ha permitido compensar el aumento en el consumo de electricidad, reducir los costos de producción e impactar positivamente en el cambio climático. Estas nuevas estrategias de generación se basan en la generación distribuida (GD) en diferentes puntos del sistema eléctrico, lo que tiene impactos económicos, sociales y ambientales al reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. El nuevo concepto de microred eléctrica, que es un sistema integrado de generación y gestión de energía con capacidad autónoma, permite una producción y consumo eficientes, estando disponibles microredes de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). Este trabajo presenta una topología de microredes de corriente continua para la operación en modo isla, que tiene como objetivo suministrar electricidad a cargas de potencia variable y constante (CPLs), así como para la carga y descarga autónoma de baterías. Para lograr este objetivo, se desarrolla un modelo de microred, se diseñan controladores de bucle de control de corriente y voltaje, y se analiza su rendimiento en diferentes tipos de operación. Como contribución a este trabajo, se consideran los elementos parásitos en el modelo de microred y se presenta el diseño del controlador en el bucle de voltaje para suministrar energía a las cargas locales lineales y no lineales, además de gestionar la energía proveniente de CPLs y controlar la carga y descarga de la batería. Para validar el rendimiento de los controladores, se realizan tres pruebas de operación de microred, que se presentan en la sección de Simulaciones. En estas pruebas, se observa que con el controlador PI en el bucle de voltaje, la señal DC_Link presenta transitorios con una amplitud de 5 V por debajo y por encima de la referencia de 200 V, lo que muestra el mal rendimiento del controlador. Sin embargo, en las tres pruebas con el controlador PI-P modificado, el voltaje de DC_Link se mantiene constante en 200 V, con una amplitud transitoria insignificante de casi 0 V, mostrando un mejor rendimiento.

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