Generador autoexcitado: operación en red aislada y sin almacenamiento energético

Palabras clave: Almacenamiento energético, Control droop, Generador autoexcitado, Sistemas aislados

Resumen

El presente artículo aborda el análisis y la simulación de un sistema de generación eléctrica basado en fuentes renovables, operando aislado y sin almacenamiento de energía. Inicialmente, se proponen estrategias de control individual para garantizar regulación en la tensión del bus DC. Para un sistema fotovoltaico, se considera la modificación de un algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia. Para un generador autoexcitado se construye una combinación de conversión mecánica a través de turbina, conversión electromecánica vía generador de inducción, rectificación trifásica y regulación de tensión vía lazo de control PI. A partir de ello, un control droop demuestra un apropiado reparto de potencias entre las diferentes unidades de generación. La topología de sistema propuesta es aplicable como solución de electrificación de bajo costo en zonas rurales de Colombia.

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Biografía del autor

Fabián Leonardo Forero Ordóñez, Universidad Industrial de Santander

Ingeniero Electricista (2018) y Magister en Ingeniería Eléctrica (2021) de la Universidad Industrial de Santander en Bucaramanga – Colombia. Posee amplia experiencia en el modelado matemático y el análisis de estabilidad de los sistemas eléctricos de potencia, principalmente aquellos que incorporan recursos renovables de tipo solar fotovoltaico y fluídico (i.e. eólico o hidráulico) a través de microturbinas.

Ricardo Alzate Castaño, Universidad Industrial de Santander

Ingeniero Electrónico (2003) y Magister en Automatización Industrial (2006) de la Universidad Nacional de Colombia. Posee un doctorado en Automática de la Universidad de Nápoles Federico II en Italia (2009) y realizó una estancia postdoctoral en la Escuela de Ingeniería de Sao Carlos de la Universidad de Sao Paulo en Brasil (2016). Sus intereses de investigación se centran en la aplicación de técnicas avanzadas de control automático para realizar la gestión apropiada de recursos energéticos en sistemas de baja inercia, a partir del desarrollo de dispositivos basados en electrónica de potencia.

Carlos Jesús Vega Pérez, Universidad del Rosario

Ingeniero Electrónico (2014) y Magister en Ingeniería Electrónica (2016) de la Universidad Industrial de Santander en Bucaramanga - Colombia. Es doctor en Control Automático del CINVESTAV – México (2020) y realizó una estancia postdoctoral con la Universidad de Nápoles FEDERICO II en Italia (2021). Sus intereses de investigación se centran en el modelado matemático de sistemas físicos a través de técnicas hamiltonianas, el control óptimo de dinámicas no lineales y la sincronización de sistemas multiagente.

Citas

Ortíz-Flórez, R. (2011). Pequeñas centrales hidroeléctricas, Ediciones de la U, Bogotá.

Yaakoubi, A. E., Asselman, A., Djebli, A. y Aroudam, E. H. (2016). A MPPT Strategy Based on Fuzzy Control of a Wind Energy Conversion System, In procedia Technology, Vol. 22, Pages 697-704.

Huang, C., Li, F., y Jin, Z. (2015). Maximum Power Point Tracking Strategy for Large-Scale Wind Generation Systems Considering Wind Turbine Dynamics, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 62, Pages 2530-2539.

Chandorkar, M. C., Divan, D. M. y Adapa, R. (1993). Control of parallel connected inverters in standalone AC supply systems, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 29, No 1, Pages. 136-143.

Meng, X., Liu., J. y Liu, Z. (2019). A Generalized Droop Control for Grid-Supporting Inverter Based on Comparison Between Traditional Droop Control and Virtual Synchronous Generator Control, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol 34, Pages 5416-5438.

Cossoli, P., Cáceres, M., Vera, L., Firman, A. y Busso, A. (2018). Proportional-Resonant Controller and LCL Filter Design for Single-Phase Grid-Connected PV Micro-Inverters, Pages 1-5.

Forero-Ordóñez, F., Mantilla-Villalobos, M. A. y Alzate, R. (2020). An improved method for power tracking on isolated PV systems without energy storage, IEEE International autumn meeting on power, electronics and computing (ROPEC) 2020. Ixtapa - México. November 2020.

Amaya-Pedraza, A. F., Forero-Ordóñez, F. y Alzate-Castaño, R. (2020). Aplicación de la técnica VRFT como estrategia de control basado en datos, Revista Respuestas. To appear.

He, F., Zhao, Z., Yaun, L., y Lu, S. (2011). A DC-link voltage control scheme for single-phase grid-connected PV inverters, 2011 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Pages 3941-3945.

Forero, F., Alzate, R., Mantilla, M. y Neves, R. (2020). Off-grid renewable generation control without energy storage, XXIII Congresso Brasileiro de Automática (CBA 2020). Porto Alegre - Brazil. November 2020.

Publicado
2022-01-31
Cómo citar
Forero Ordóñez, F., Alzate Castaño, R., & Vega Pérez, C. (2022). Generador autoexcitado: operación en red aislada y sin almacenamiento energético. Entre Ciencia E Ingeniería, 15(30), 57-62. https://doi.org/10.31908/19098367.2632
Sección
Artículos