“Controlador Híbrido para Microrredes de Corriente Alterna Basado en la Unificación de Variantes del Esquema de Control Droop”

Abstract

En esta tesis, se abordan de manera general los diferentes tipos de sistemas de control que se han propuesto para regular el funcionamiento de las microrredes en sus dos estados operativos: aisladas y en línea. De entre todos los modelos de controladores analizados se hace énfasis especial sobre los esquemas de control droop debido a que son los únicos que pueden regular el voltaje, la frecuencia y el flujo de potencia sin la necesidad de recurrir a sistemas de intercomunicación y complejas redes de mediciones. De los esquemas droop se revisan a fondo las variantes que se han propuesto como soluciones a los problemas más importantes que enfrentan dichos controladores. Esta revisión tiene como objetivo identificar inconvenientes que aún no han sido resueltos y proponer algunas soluciones a los mismos. Posteriormente, tomando como punto de partida las variantes del esquema de control droop propuestas por otros autores y aquellas que se generan en esta tesis tras la implementación de las soluciones formuladas a los problemas persistentes, se integra un esquema de control híbrido que presenta de manera conjunta todas las ventajas y características de los controladores que lo constituyen. Algunas de estas son un mejor desempeño transitorio, mayor precisión en la regulación del flujo de potencia, perfiles de voltaje y frecuencia de alta calidad, entre otras. Finalmente, para validar tanto las soluciones propuestas para los esquemas droop como el esquema híbrido resultante, se efectúan análisis de desempeño mediante simulaciones de la operación de estos controladores en una microrred de prueba. En este análisis se evalúan diferentes parámetros de operación tales como, la rapidez de respuesta del controlador, la precisión para controlar el reparto de potencia entre los inversores y la calidad de los perfiles de voltaje y frecuencia. De la revisión de los resultados obtenidos del trabajo se formulan las conclusiones correspondientes y se proponen algunas oportunidades para investigaciones futuras.