Control y validación de un sistema de conversión de energía reforzada para las próximas estaciones de energía bioelectroquímica a gas
Autores: Shahparasti, Mahdi; Rajaei, Amirhossein; Tarraso, Andres; Vidal Leon Romay, Jose David; Luna, Alvaro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Control y validación de un sistema de conversión de energía reforzada para las próximas estaciones de energía bioelectroquímica a gas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesta
Energía bioelectroquímica
Electrometanogénesis
Sistema de almacenamiento de energía
Energías renovables
Bucles de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una propuesta para posibles estaciones de energía bioelectroquímica a gas. Consiste en un convertidor de fuente de voltaje de dos niveles que se conecta a la red eléctrica en el lado de CA y un sistema bioelectroquímico basado en electrometanogénesis (EMG-BES) que funciona como un módulo apilado en el lado de CC. El sistema propuesto convierte CO y energía eléctrica en metano, utilizando aguas residuales como entrada adicional de energía química. Este sistema de almacenamiento de energía puede contribuir a atenuar la variabilidad de las energías renovables en la red eléctrica, proporcionar flexibilidad uniforme y servicios de red mediante el control de la potencia activa y reactiva intercambiada, y es una tecnología alternativa interesante en el mercado de almacenamiento de energía para grandes aplicaciones energéticas. El gran desafío para controlar este sistema radica en el hecho de que el voltaje del bus de CC del convertidor debe cambiarse para regular la potencia activa intercambiada con la red. Este documento presenta un enfoque en cascada para controlar dicho sistema mediante la combinación de bucles de control externos con bucles internos rápidos. El bucle de potencia exterior, con un controlador proporcional-integral (PI) con valores de limitación especiales y capacidad anti-integrador, se utiliza para generar la referencia de voltaje del bus de CC. Se utiliza un bucle intermedio para regular el voltaje del bus de CC y generar la referencia de corriente. Se utiliza un nuevo controlador resonante proporcional para seguir la referencia de corriente. El esquema propuesto ha sido validado a través de simulación en tiempo real en OPAL OP4510.
Descripción
Este documento presenta una propuesta para posibles estaciones de energía bioelectroquímica a gas. Consiste en un convertidor de fuente de voltaje de dos niveles que se conecta a la red eléctrica en el lado de CA y un sistema bioelectroquímico basado en electrometanogénesis (EMG-BES) que funciona como un módulo apilado en el lado de CC. El sistema propuesto convierte CO y energía eléctrica en metano, utilizando aguas residuales como entrada adicional de energía química. Este sistema de almacenamiento de energía puede contribuir a atenuar la variabilidad de las energías renovables en la red eléctrica, proporcionar flexibilidad uniforme y servicios de red mediante el control de la potencia activa y reactiva intercambiada, y es una tecnología alternativa interesante en el mercado de almacenamiento de energía para grandes aplicaciones energéticas. El gran desafío para controlar este sistema radica en el hecho de que el voltaje del bus de CC del convertidor debe cambiarse para regular la potencia activa intercambiada con la red. Este documento presenta un enfoque en cascada para controlar dicho sistema mediante la combinación de bucles de control externos con bucles internos rápidos. El bucle de potencia exterior, con un controlador proporcional-integral (PI) con valores de limitación especiales y capacidad anti-integrador, se utiliza para generar la referencia de voltaje del bus de CC. Se utiliza un bucle intermedio para regular el voltaje del bus de CC y generar la referencia de corriente. Se utiliza un nuevo controlador resonante proporcional para seguir la referencia de corriente. El esquema propuesto ha sido validado a través de simulación en tiempo real en OPAL OP4510.