| Revista: | Ingeniería (Bogotá) |
| Base de datos: | |
| Número de sistema: | 000538125 |
| ISSN: | 0121-750X |
| Autores: | Pineda Muñoz, Edwin Alexis1 Gauthier Sellier, Alain1 |
| Instituciones: | 1Universidad de los Andes, Bogotá, Bogotá. Colombia |
| Año: | 2020 |
| Periodo: | May-Ago |
| Volumen: | 25 |
| Número: | 2 |
| Paginación: | 179-193 |
| País: | Colombia |
| Idioma: | Español |
| Resumen en español | Contexto: La reducción de combustibles fósiles, la necesidad de disminuir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) en el planeta y el interés por garantizar una seguridad energética ha incrementado la investigación en la producción de energía eléctrica utilizando fuentes de energías renovables incorporadas a microrredes o MG (por sus siglas en inglés de microgrids). Este panorama presenta desafíos técnicos que deben ser cubiertos para garantizar niveles de confiabilidad adecuados. Método: Este estudio compara tres estrategias de control basadas en el control predictivo del modelo o MPC (por sus siglas en inglés de model predictive control), el control óptimo LQ-Servo (por sus siglas en inglés de linear quadratic servo) y el control proporcional integral o PI, con el objetivo de regular la frecuencia frente a incertidumbres en la carga y perturbaciones ambientales, considerando un modelo lineal aislado de microrred que incluye generadores convencionales y renovables, dispositivos de almacenamiento de energía y cargas. Resultados: Las simulaciones de la MG en operación aislada, en presencia de perturbaciones de viento, carga y potencia solar, muestran un mejor desempeño bajo diferentes escenarios de los controladores MPC y LQ-Servo con respecto a las características dinámicas que presenta la desviación de frecuencia y la señal de control. Conclusiones: La estrategia de control óptimo LQ-Servo, poco investigada en MG, se presenta como una opción viable a considerar en el diseño de controladores secundarios de MG en operación aislada, debido a las características de desempeño mostradas en la regulación de frecuencia. Consideración de modelos que incluyan restricciones en las variables de control y en los estados de la MG, así como la implementación de los mismos, quedan como trabajo futuro. |
| Resumen en inglés | Context: The reduction of fossil fuels, the need to reduce emissions of carbon dioxide (CO2) on the planet and the interest in guaranteeing energy security have increased research in production of electrical energy using renewable energy sources incorporated into microgrids (MGs). This scenario presents technical challenges that must be covered to guarantee adequate levels of reliability. Method: This study compares three control strategies based on the predictive control of the model or MPC (Model Predictive Control), the optimal control LQ-Servo (Linear Quadratic Servo) and the control integral proportional or PI, with the aim of regulating the frequency against uncertainties in the load and environmental disturbances, considering an isolated linear microgrid model, which includes conventional and renewable generators, energy and load storage devices. Results: The simulations of the microgrid in isolated operation, in the presence of wind, load and solar power disturbances, show a better performance under different scenarios of the MPC and LQ-Servo controllers with respect to the dynamic characteristics presenting the frequency deviation and the control signal. Conclusions: The LQ-Servo optimal control strategy, little researched in microgrids, is presented as a viable option to consider in the design of secondary microgrid controllers in isolated operation, due to the characteristics of performance shown in the frequency regulation. Consideration of models that include restrictions in the control variables and in the states of the microgrid, as well as their implementation, remain for future work. |
| Palabras clave: | Función costo, Generación renovable, Optimización, Perturbación, Sintonización |
| Keyword: | Cost function, Disturbance, Optimization, Renewable generation, Tuning |
| Texto completo: | Texto completo (Ver HTML) Texto completo (Ver PDF) |
