Este artículo presenta una formulación convexa para el problema de flujo de potencia óptimo (Optimal Power Flow-OPF) en sistemas de potencia radiales y enmallados, a través de un modelo matemático basado en programación semidefinida (Semidefinite Programming-SDP), el cual trasforma el modelo cuadrático no convexo del OPF en un modelo convexo relajado, que puede ser solucionado de forma mucho más eficiente. El modelo es implementado en MATLAB usando el paquete de optimización convexa CVX. Los resultados obtenidos son comparados con el modelo no lineal del problema implementado en GAMS y MATPOWER usando cuatro sistemas típicos de la literatura especializada, dos de tipo radial y dos enmallado. Las soluciones encontradas por esta aproximación convexa, son muy cercanas a las respuestas presentadas en la literatura especializada para el modelo no lineal. Este tipo de aproximación permite obtener soluciones de muy buena calidad, muy cercanas a la solución óptima del problema en tiempos computacionales menores y susceptibles de aplicarse en problemas de operación y control en tiempo real.
This paper presents a Passivity Based Control (PBC) for a dc microgrid. PBC is commonly used in electrical systems such as power electronics converters and electric machines, but there are few applications in microgrids operating in island mode. PBC is based on properties of passive systems and energy exchange between subsystems. The proposed strategy performs primary and secondary control of the hierarchical architecture. Local communications and measurements are needed at the nodes where dc/dc converters are placed. Simulation studies are performed in MATLAB to validate the control in a realistic test system composed of renewable energies sources, loads and energy storage units. Results show that the proposed control ensures stability and fast response of the dc-bus voltage under different operating conditions. RESUMEN: Este artículo presenta un Control Basado en Pasividad (CBP) de una microrred DC.El CBP se utiliza conmunmente en sistemas eléctricos como convertidores electrónicos de potencia y máquinas eléctricas, pero hay pocas aplicaciones en microrredes que operan en forma aislada. El CBP se fundamenta en las propiedades de los sistemas pasivos y en el intercambio de energía entre subsistemas. La estrategia propuesta desarrolla control primario y secundario de la arquitectura de control jerárquico. Son necesarias comunicaciones locales y mediciones en los nodos donde se ubican convertidores dc/dc. Estudios de simulación son realizados en MATLAB para validar el control en un sistema de prueba real compuesto por fuentes de energía renovables, cargas y unidades de almacenamiento de energía. Los resultados muestran que el control propuesto garantiza estabilidad y rápida respuesta del voltaje del bus dc bajo diferentes condiciones de operación.
This paper presents a generalized model for small signal stability in dc microgrids considering electric vehicles. The proposed model considers four type of terminals, namely: constant power, constant voltage, constant current and constant impedance. A Newton-Raphson methodology is used to calculate the operation point of the microgrid and a sensitivity analysis is also presented. Some general features of the dc microgrid based on the intrinsic characteristics of the model are presented. Simulation results on different type of microgrids show the proposed small signal model is accurate compared to dynamical simulations. RESUMEN:Este artículo presenta un modelo generalizado para analizar la estabilidad en micro-redes dc desde el punto de vista de pequeña señal. La metodología propuesta considera cuatro tipo de terminales, a saber: potencia constante, voltaje constante, corriente constante e impedancia constante. Una metodología de Newton Raphson es propuesta para calcular el punto de operación de la micro-red teniendo en cuenta un analisis de sensibilidad. Las características intrínsecas de la micro-red permiten generar conclusiones generales sobre el comportamiento de algunas micro-redes. El modelo propuesto es adecuado a problemas reales como lo demuestran las simulaciones presentadas.
This paper presents a non-linear method based on sum-of-squares (SOS), to determine the stability of equilibrium points for the Buck, Boost, Buck-Boost and non-inverter Buck-Boost converters. These converters share a similar structure with a PI controller to regulate the output voltage. A quadratic Lyapunov function is proposed in all cases, and the conditions for stability are evaluated using convex optimization based on SOS models. The methodology is useful for academic purposes but also in practical applications like DC microgrids. Simulation results shows the advantages of the proposed method.
Los sistemas de distribución operan de forma desbalanceada debido a sus características de configuración y naturaleza de sus cargas. Es aconsejable disminuir este desbalance ya que una operación en estas condiciones presenta un mayor nivel de pérdidas a las obtenidas en un sistema balanceado. En este documento, se presenta una aplicación de la metodología de colonia de hormigas al problema de balance de fases mostrando sus principales características y resolviendo un ejemplo de prueba.
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