Regulación del flujo de potencia activa y reactiva en un convertidor vsc conectado a red mediante controladores difusos
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.15229Palabras clave:
convertidor VSC, control difuso, funciones de pertenencia, sistema conectado a redResumen
Los convertidores de fuente de tención (VSC) son una de las topologías más utilizadas en sistemas de generación distribuida y sistemas de transmisión de alta tensión en corriente continua (HVDC). Esto, gracias a que el VSC puede operar como rectificador o como inversor. Adicionalmente, un VSC permite un control rápido preciso e independiente de flujo de potencia activa y reactiva. Sin embargo, el VSC es un sistema de control no lineal, acoplado de dos entradas y dos salidas, por lo tanto, estrategias de control no lineales pueden resultar eficientes y simples de diseñar. En particular, el control difuso basado en conocimiento no requiere modelos matemáticos del sistema a controlar ya que este se basa en el conocimiento cualitativo que se tenga del comportamiento del sistema. Por lo tanto, el mismo controlador difuso se puede utilizar para diferentes convertidores VSC conectados a red, bajo diferentes niveles de transferencia de potencia. Este artÌculo, presenta el análisis, diseño y resultados de la implementaciÛn de controladores difusos para la regulación del flujo de potencia activa y reactiva de un VSC conectado a red. Además, se muestra la dependencia de la respuesta transitoria y de estado estacionario con la forma de las funciones de pertenencia del controlador difuso cuando este se aplica a diferentes niveles de transferencia de potencia. El desempeño de los controladores se verifica mediante simulación y mediante implementación física en un prototipo construido de un VSC.
Descargas
Citas
Y. Ruan, Q. Liu, W. Zhoun R. Firesto ne, W. Gao, T. Watanabe. “Optimal option of distributed generation technologies for various commercial buildings”. Applied Energy. Vol. 86. 2009. pp.1641-53. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.01.016
F. Blaabjerg, R. Teodorescu, M. Liserre, A. Timbus. “Overview of control and grid synchronization for distributed power generation systems”. IEEE Transactions on Industrial Electronics. Vol. 53. 2006. pp. 1398-1409. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2006.881997
V. Sood. “HVDC and FACTS controllers”. Kluwer power electronics and power editions series. Boston, Unite State of America. 2004. pp. 26-38.
O. Gomis, A. Junyent, A. Sumper, S. Galceran. “Maximum generation power evaluation of variable frequency offshore wind farms when connected to a single power converter”. Applied Energy. Vol. 87. 2010. pp. 3103-09. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.04.025
S. Ruihua, Z. Chao, L. Ruomei, Z. Xiaoxin. “VSCs based HVDC and its control strategy”. IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exhibition: Asia and Pacific. Dalian, China. 2005. pp. 1-6.
L. Guangkai, L. Gengyin, L. Haifeng, Z. Chengyong, Y. Ming. “Research on Dynamic Characteristics of VSC-HVDC System”. IEEE Power Engineering Society General Meeting. Montreal, Quebec, Canada. 2006. pp. 1-5. DOI: https://doi.org/10.1109/PES.2006.1709371
G. Zhang, Z. Xu, G. Wang. “A linear and decoupled control strategy for VSC based HVDC system”. IEEE/ PES Transmission and Distribution Conference and Exposition. Atlanta, Georgia, Unite State of America. Vol. 1. 2001. pp. 14-19.
C. Trujillo, D. Velasco, J. Guarnizo, N. Díaz. “Design and implementation of a VSC for interconnection with power grids, using the method of identification the system through state space for the calculation of controllers”. Applied Energy. Vol. 88. 2011. pp. 3169- 75. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.02.038
R. Babuscka. “Fuzzy and neural control disc course lecture notes”. Delft University of Technology. Delft, the Netherlands. 2009. pp. 1-56.
N. Díaz, F. Barbosa, C. Trujillo. “Analysis and design of a nonlinear fuzzy controller applied to a VSC to control the active and reactive power flow”. In: Electronics, robotics and automotive mechanics conference. CERMA. Cuernavaca, Morelos Mexico. 2007. pp. 417-22. DOI: https://doi.org/10.1109/CERMA.2007.4367723
G. Zhang, Z. Xu. “Steady-state model for VSC based HVDC and its controller design”. Unite Estate of America. 2001. pp. 1085-90.
K. Padiyar, N. Prabhu. “Modeling, control design and analysis of VSC based HVDC transmission systems”. International Conference on Power System Technology. PowerCon. Singapore. 2004. pp. 774-79.
L. González, G. Garcerá, E. Figueres, R. González. “Effects of the PWM carrier signals synchronization on the DC-link current in back-to-back converters”. Applied Energy. Vol. 87. 2010. pp. 2491-2499. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.02.023
L. Gengyin, Z. Ming, H. Jie, L. Guangkai, L. Haifeng. “Power Flow Calculation of Power System Incorporating VSC-HVDC”. International Conference on Power System Technology. Singapore. PowerCon 2004. pp. 1562-1566.
G. Li, G. Li, H. Liang, C. Zhao, M. Yin. “Research on dynamic characteristics of VSC-HVDC system”. IEEE Power Engineering Society General Meeting. Montreal, Quebec, Canada. 2006. pp. 1-6.
J. Liu, M. Han, X. Chen. “Development of VSC HVDC quasi-steady-state model and its application”. International Conference on Sustainable Power Generation and Supply, 2009. SUPERGEN ‘09. Nanjing, China. 2009. pp.1-4.
K. Astrom, R. Murray. Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers. Princeton University Press. Princeton, New Jersey, Unite Estate of America. 2010. pp. 131-164.
L. Zadeh. “The Concept of a Linguistic Variable and Its Application to Approximate Reasoning-1”. Information Sciences. Vol. 8. 1975. pp. 199-249. DOI: https://doi.org/10.1016/0020-0255(75)90036-5
H. Chamorro, N. Diaz, J. Soriano, H. Espítia. “Active and reactive power flow fuzzy controller for VSC HVDC using DBR and DBR type 2”. Annual Meeting of the North American Fuzzy Information Processing Society (NAFIPS). El Paso, Texas, Unite Estate of America. 2011. pp.1-6. DOI: https://doi.org/10.1109/NAFIPS.2011.5751947
J. Paserba. “Robust control in power systems [book reviews]”. Power and Energy Magazine, IEEE. Vol. 5. 2007. pp. 79-81. DOI: https://doi.org/10.1109/MPE.2007.905715
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2018 Revista Facultad de Ingeniería
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los artículos disponibles en la Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia están bajo la licencia Creative Commons Attribution BY-NC-SA 4.0.
Eres libre de:
Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
Adaptar : remezclar, transformar y construir sobre el material.
Bajo los siguientes términos:
Reconocimiento : debe otorgar el crédito correspondiente , proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios . Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
No comercial : no puede utilizar el material con fines comerciales .
Compartir igual : si remezcla, transforma o construye a partir del material, debe distribuir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
El material publicado por la revista puede ser distribuido, copiado y exhibido por terceros si se dan los respectivos créditos a la revista, sin ningún costo. No se puede obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original.
Twitter