Control MPC distribuido para el despacho óptimo de potencia activa y reactiva en microrredes

Abstract

En esta investigación se resuelve el despacho óptimo de potencia activa y reactiva en microrredes AC, cuyo objetivo es la búsqueda de la mejor configuración de los elementos del sistema, para la minimización de su costo de operación y el aseguramiento de la calidad en el servicio de energía eléctrica. Generalmente las microrredes AC son desbalanceadas ya que contienen componentes no simétricos y, por otro lado, son sistemas con alta dependencia de las condiciones del ambiente, por lo que, a continuación se proponen controladores MPC distribuido y centralizado, online y en tiempo real, que afrontan la incertidumbre del ambiente y el desbalance del sistema. Con éste fin se plantea un modelo de estado estacionario, una técnica de flujo de potencia, un problema de optimización y su linealización, y dos controladores más basados en PSO y programación lineal, todos ellos con aportes significativos a la rama de investigación. La evaluación se realiza en sistemas de potencia estándar, bajo condiciones inspiradas en las redes eléctricas colombianas y en una simulación de 24 horas.

In this research, active and reactive optimal power dispatch in AC microgrids is resolved, whose objective is to look for the best system elements configuration, in order to minimize its operation cost and ensure quality in power service. Generally, AC microgrids are unbalanced since they contain non-symmetrical components, and, on the other hand, they are systems that have a high dependence on environmental conditions, so then, online and real-time, distributed and centralized MPC controllers are proposed to face environmental uncertainty and system unbalance. For it, a steady state model, a power flow technique, an optimization problem and its linearization, and two more controllers based on PSO and linear programming have been developed, all of them with significant contributions to the research branch. The evaluation has been carried out in standardized power systems, under conditions inspired by the colombian power network in a 24 hours simulation.