Control óptimo multicapa de redes inteligentes
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Resumen
Las redes eléctricas inteligentes y las microrredes representan una evolución significativa respecto a las redes tradicionales, integrando tecnologías avanzadas para optimizar la gestión y distribución de energía. La creciente complejidad de estas redes requiere enfoques de control sofisticados que gestionen múltiples objetivos y restricciones. El control multicapa surge como una solución eficaz, proporcionando una estructura jerárquica que mejora la eficiencia operativa y la capacidad de integrar fuentes de energía renovable y tecnologías de almacenamiento. En este trabajo se propone una estrategia de control de redes eléctricas inteligentes que contempla dos capas de control: nivel de microrred y nivel de componentes. Para el control a nivel de microrred se considera un control económico predictivo que proporciona las potencias de trabajo de los diferentes componentes y que mediante un control local se consiguen alcanzar. Se utiliza un caso de estudio basado en una microrred real de laboratorio para mostrar la eficiencia del método propuesto.
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Abhishek, A., Ranjan, A., Devassy, S., Kumar Verma, B., Ram, S.K. and Dhakar, A.K. (2020), Review of hierarchical control strategies for DC microgrid. IET Renewable Power Generation, 14: 1631-1640. DOI: 10.1049/iet-rpg.2019.1136
Bordons, C., Garcia-Torres, F., Ridao, M.A. Model Predictive Control of Microgrids. Springer Cham, 2020.
Freire, V. A., De Arruda, L. V. R., Bordons, C., & Márquez, J. J. (2020). Optimal demand response management of a residential microgrid using model predictive control. IEEE Access, 8, 228264-228276. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3045459
Hooshmand, A., Malki, H. A., & Mohammadpour, J. (2012). Power flow management of microgrid networks using model predictive control. Computers & Mathematics with Applications, 64(5), 869-876. DOI: 10.1016/j.camwa.2012.01.028
Hu, J., Shan, Y., Cheng, K. W., & Islam, S. (2022). Overview of power converter control in microgrids—challenges, advances, and future trends. IEEE Transactions on Power Electronics, 37(8), 9907-9922. DOI: 10.1109/TPEL.2022.3159828
Hu, J. et al., "Economic Model Predictive Control for Microgrid Optimization: A Review," in IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 15, no. 1, pp. 472-484, Jan. 2024, DOI: 10.1109/TSG.2023.3266253
Lofberg, J. (2004). A toolbox for modeling and optimization in MATLAB. Computer Aided Control Systems Design 2004 IEEE Int. Symp., New Orleans, LA, USA, 2004, pp. 284–289 DOI:10.1109/CACSD.2004.1393890
Mohammed, A., Refaat, S. S., Bayhan, S., & Abu-Rub, H. (2019). AC microgrid control and management strategies: Evaluation and review. IEEE Power Electronics Magazine, 6(2), 18-31. DOI: 10.1109/MPEL.2019.2910292
Nassourou, M., Blesa, J., & Puig, V. (2020a). Optimal energy dispatch in a smart micro-grid system using economic model predictive control. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 234(1), 96-106. DOI: 10.1177/0959651818786376
Nassourou, M., Blesa, J., & Puig, V. (2020b). Robust economic model predictive control based on a zonotope and local feedback controller for energy dispatch in smart-grids considering demand uncertainty. Energies, 13(3), 696. DOI: 10.3390/en13030696
Norambuena, M., et al. "Hierarchical Control Based on MPC for a Smart-Grid Including Power Distribution," IECON 2023- 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Singapore, Singapore, 2023, pp. 1-7, DOI: 10.1109/IECON51785.2023.10311680
Parisio, A., Rikos, E., & Glielmo, L. (2014). A model predictive control approach to microgrid operation optimization. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 22(5), 1813-1827. DOI: 10.1109/TCST.2013.2295737
Qi, W., Liu, J., Chen, X., & Christofides, P. D. (2010). Supervisory predictive control of standalone wind/solar energy generation systems. IEEE transactions on control systems technology, 19(1), 199-207. DOI: 10.1109/TCST.2010.2041930
Zhou, L., and Preindl, M. "Hierarchical Software-Defined Control Architecture With MPC-Based Power Module to Interface Renewable Sources and Motor Drives," in IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 14, no. 1, pp. 83-96, Jan. 2023, DOI: 10.1109/TSTE.2022.3202957