The modern changes in electric systems present new issues for control strategies. When power converters and distributed energy resources are included in the micro-grid, its model is more complex than the simplified representations used, sometimes losing essential data. This paper proposes a unified fuzzy mathematics-based control method applied to the outer loop of a voltage source converter (VSC) in both grid-connected and islanded modes to avoid using simplified models in complex micro-grids and handle the uncertain and non-stationary behaviour of nonlinear systems. The proposed control method is straightforwardly designed without simplifying the controlled system. This paper explains the design of a fuzzy mathematics-based control method applied to the outer-loop of a VSC, a crucial device for integrating renewable sources and storage devices in a micro-grid. Simulation results validated the novel control strategy, demonstrating its capabilities for real field applications.
Los sistemas eléctricos experimentan cambios importantes relacionados con su composición y la estructura, así como en las estrategias de control, protección y operación. Las micro-redes están encargadas de suministrar la energía al usuario final, y son objeto de valiosos estudios y publicaciones actuales, debido principalmente a que contribuyen con la integración de sistemas de generación distribuida y de unidades almacenamiento de energía a pequeña escala. Las micro-redes son sistemas de energía que funcionan de manera controlada, ya que en la mayoría de los casos hay disponibilidad de mediciones, algoritmos de control y actuadores. Las mediciones de voltaje y corriente se utilizan para analizar el comportamiento local en varios lugares de la micro-red. Los algoritmos de control se aplican para tomar decisiones que permitan alcanzar los objetivos de control, como la regulación de la tensión y la frecuencia, y el seguimiento de potencia, entre otros. Los actuadores más importantes en las micro-redes son los convertidores de potencia, que interconectan tanto las fuentes primarias como los dispositivos de almacenamiento de energía con las otras partes de la micro-red. Estos actuadores son responsables de entregar la energía producida por las fuentes primarias a la micro-red, y también de administrar el estado de carga de los dispositivos de almacenamiento de energía. Este libro contiene los aspectos fundamentales del desarrollo de esquemas de control de convertidores del tipo fuente de tensión (voltage source converter - VSC), aplicados a las micro-redes, bajo el enfoque de optimización unificado. Las estrategias de control desarrolladas consideran los diferentes niveles de control jerárquico que incluye: el control de nivel cero en sus lazos interno y externo; el control primario orientado a mantener la estabilidad del sistema luego de una perturbación; el control secundario orientado a mejorar la calidad de la tensión y la frecuencia luego de la acción del control primario; y finalmente, el control terciario, asociado a la operación de la micro-red, considerando la disponibilidad del recurso energético primario, los requerimientos de los clientes y los aspectos económicos de la operación.
Las microrredes son fundamentales ya que permiten la integracion local de unidades de generación basadas en fuentes renovables, sistemas de almacenamiento y usuarios de energía electrica. Sin embargo, para un correcto funcionamiento, el control de la microrred es un aspecto fundamental, por lo que en este trabajo se propone, de forma didactica, una estrategia de implementación sencilla para aquellos casos en los que no se disponga de la descripcion matemática o modelo del sistema. El aporte del trabajo consiste en la propuesta de una estrategia detallada para el diseno del control jerárquico de convertidores de fuente de tensión basada en matematica difusa, que considera el funcionamiento de la microrred como aislada o conectada a la red principal. La implementacion propuesta y el análisis de los resultados obtenidos muestran que la estrategia de control jerárquico propuesta tiene un desempeno satisfactorio. Además, esta estructura de disño es escalable, robusta, aplicable en sistemas lineales o no lineales y rapidamente implementable en sistemas físicos
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