Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred

La regulación de frecuencia y tensión en las microrredes aisladas es crítico cuando hay fuentes de generación renovables acopladas a la microrred con convertidores de potencia. El uso de convertidores de potencia reduce considerablemente las perturbaciones de frecuencia de la red, pero también dismi...

Full description

Autores:
Villada León, Christian Alfonso
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Autónoma de Occidente
Repositorio:
RED: Repositorio Educativo Digital UAO
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:red.uao.edu.co:10614/15505
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10614/15505
https://red.uao.edu.co/
Palabra clave:
Maestría en Sistemas Energéticos
Respuesta inercial
Impedancia virtual
Microrred
Synchronverter
Rights
openAccess
License
Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2023
id REPOUAO2_a8a142a9ad41ce7d7963c6e51ea786da
oai_identifier_str oai:red.uao.edu.co:10614/15505
network_acronym_str REPOUAO2
network_name_str RED: Repositorio Educativo Digital UAO
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred
title Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred
spellingShingle Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred
Maestría en Sistemas Energéticos
Respuesta inercial
Impedancia virtual
Microrred
Synchronverter
title_short Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred
title_full Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred
title_fullStr Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred
title_full_unstemmed Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred
title_sort Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred
dc.creator.fl_str_mv Villada León, Christian Alfonso
dc.contributor.advisor.none.fl_str_mv Posada Contreras, Johnny
dc.contributor.author.none.fl_str_mv Villada León, Christian Alfonso
dc.contributor.corporatename.spa.fl_str_mv Universidad Autónoma de Occidente
dc.contributor.jury.none.fl_str_mv Quispe Oqueña, Enrique Ciro
Tombe Andrade, Jimmy
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv Maestría en Sistemas Energéticos
Respuesta inercial
Impedancia virtual
Microrred
topic Maestría en Sistemas Energéticos
Respuesta inercial
Impedancia virtual
Microrred
Synchronverter
dc.subject.proposal.eng.fl_str_mv Synchronverter
description La regulación de frecuencia y tensión en las microrredes aisladas es crítico cuando hay fuentes de generación renovables acopladas a la microrred con convertidores de potencia. El uso de convertidores de potencia reduce considerablemente las perturbaciones de frecuencia de la red, pero también disminuye la respuesta inercial. Debido a que los generadores no quedan directamente conectados a la carga, el generador no responde con su inercia natural, sino que depende del control que ejerza el convertidor sobre la microrred. Al reducirse la respuesta inercial del sistema se generan consecuencias muy negativas ya que se ven afectadas directamente la seguridad y la fiabilidad de la microrred Las investigaciones actuales de microrredes aisladas tratan individualmente el problema de baja inercia y regulación de tensión, es por esto que, este proyecto presenta una propuesta de integración de controladores droop, synchronverter e impedancia virtual, para aumentar la inercia de una microrred manteniendo regulada la tensión que se entrega a la carga
publishDate 2023
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2023-10-25
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2024-04-01T20:01:40Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2024-04-01T20:01:40Z
dc.type.spa.fl_str_mv Trabajo de grado - Maestría
dc.type.coarversion.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.content.eng.fl_str_mv Text
dc.type.driver.eng.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.type.redcol.eng.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/TM
dc.type.version.eng.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.spa.fl_str_mv Villada León, J. D. (2023). Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred. (Tesis). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/15505
dc.identifier.uri.eng.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10614/15505
dc.identifier.instname.spa.fl_str_mv Universidad Autónoma de Occidente
dc.identifier.reponame.spa.fl_str_mv Respositorio Educativo Digital UAO
dc.identifier.repourl.none.fl_str_mv https://red.uao.edu.co/
identifier_str_mv Villada León, J. D. (2023). Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred. (Tesis). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/15505
Universidad Autónoma de Occidente
Respositorio Educativo Digital UAO
url https://hdl.handle.net/10614/15505
https://red.uao.edu.co/
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.references.none.fl_str_mv [1] S. Abdulhameed, H. Ahmad and M. Hassan, “Primary Frequency Response Enhancement for Future Low Inertia Power Systems Using Hybrid Control Technique”. 2018. [En línea] Disponible: https://doi.org/10.3390/en11040699.
[2] R. Serway, R. Beichner and J. Jewett. Physics for scientists and engineers. vol, 1.ed. 7. Cengage cearning editores. Mexico. .2000
[3] M. Rezkalla, M. Pertl, and M. Marinelli. “Electric power system inertia: requirements, challenges and solutions”. 2018. Springer verlag. gmbh. Germany.
[4] H. Bevrani. Robust Power System Frequency Control. Vol 1. Ed. 2. Springer. 2014.
[5] R. Peña, M. Liserre, F. Blaabjerg, R. Sebastián, J. Dannehl, y F. W. Fuchs, “Analysis of the Passive Damping Losses in LCL-Filter-Based Grid Converters”, IEEE trans. power electronics., vol. 28, no. 6, pp. 2642-2646, jun. 2013.
[6] F. Gonzalez. “Impact of synthetic inertia from wind power on the protection/control schemes of future power systems: simulation study”. Presented at the dpsp2012. 2012.
[7] K. P. Schneider. "Improving primary frequency response to support networked microgrid operations". Presented in IEEE transactions on power systems, vol. 34, no. 1, pp. 659-667, Jan. 2019.
[8] R. Pandey and P. Suhane. “Voltage stability analysis of smart grid and application of facts controller: a review”. ijsr. 2014.
[9] D. Trebolle y P. Frías. “El control de tensión en redes de distribución con generación distribuida”. Research gate. Publication 261099071. 2014.
[10] J. Cepeda, P. Verdugo y G. Arguello, “Monitoreo de la estabilidad de tensión de corredores de transmisión en tiempo real a partir de mediciones sincrofasoriales”. 2014. Revista politécnica, vol.33, no. 3.
[11] A. Ayo y D. Carrión. “Análisis de alivio de carga por baja frecuencia aplicando a sistemas aislados con energía renovable para minimizar el rango de cambios de frecuencia”. Trabajo de grado. Universidad Politécnica Salesiana. Quito. Ecuador. 2015. Disponible en https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/11281
[12] H. Xu and C. Yu. “An improved virtual inertia algorithm of virtual synchronous generator”. Presented at journal of modern power systems and clean energy, vol. 8, no. 2, march 2020.
[13] J. Fraile. Máquinas eléctricas. 6 ed. Mc graw hill. p. 424-431. España. 2003.
[14] Q. Zhong and G. Weiss, “Synchronverters: Inverters That Mimic Synchronous Generators”. IEEE trans. ind. electron., vol. 58, no 4, pp. 1259-1267, abr. 2011, doi: 10.1109/tie.2010.2048839.
[15] X. Liang and C. Andalib. “virtual synchronous machine method in renewable energy integration”. 2016. IEEE pes asia pacific power and energy conference. xian. china.
[16] J. Driesen, and K. Visscher, "Virtual synchronous generators", 2008. IEEE power and energy society general meeting - conversion and delivery of electrical energy in the 21st century, pp. 1-3.
[17] A. M. Vera “Análisis Control de Tensión en una Red de Distribución, operando de manera aislada”. Trabajo de grado. Universidad nacional de Colombia. 2015.
[18] S. Abdulhameed, A. Alsharafi, H. Besheer and M. Hassan. “Primary frequency response enhancement for future low inertia power systems using hybrid control technique”. 2018. Energies. Disponible en https://doi.org/10.3390/en11040699
[19] K. Vivek. “Design and analysis of voltage droop control technique for dc microgrids”. 2019. IEEE xplore isbn: 978-1-7281-0167-5.
[20] V. Natarajan, G. Weiss. “Synchronverters with better stability due to virtual inductors, virtual capacitors, and anti-windup”. 2017. IEEE Trans. Ind. Electron.
[21] R. Shi. “Self-tuning virtual synchronous generator control for improving frequency stability in autonomous photovoltaic-diesel microgrids”. 2018. Journal of modern power systems and clean energy.
[22] K. Brabandere, B. Bolsens. “A voltage and frequency droop control method for parallel inverters”. IEEE 2007. trans. Power electronics, vol. 22.
[23] M. Onate, J. Posada, J. Lopez, J. Quintero y M. Aredes. “Control of a back-to-back converter as a power transfer system using synchronverter approach”. 2018. ieg gener. Transm. distrib.
[24] Q. Zhong, P. Nguyen and W. Sheng. “self-synchronized synchronverters: inverters without a dedicated synchronization unit”, 2013. IEEE Transactions on power electronics.
[25] Icontec, “Norma Técnica Colombiana NTC 1340 – Electrotecnia. Tensiones y frecuencia nominales en sistemas de energía eléctrica en redes de servicio público”. 2004.
[26] Comisión de Regulación de Energía y Gas, Documento CREG-032, Calidad de la potencia, Colombia, junio 25 de 2012.
[27] S. Elphick and V. Smith, "The 230 V CBEMA curve — Preliminary studies," 2010. 20th Australasian Universities Power Engineering Conference, Christchurch, New Zealand, pp. 1-6.
[28] L. Raimundo. “Análisis de la respuesta en frecuencia en sistemas de potencia con altos niveles de generación variable sin inercia”. Trabajo de grado. 2015. Universidad de Chile.
[29] J. Ashwin and U. Markovic.” Improving dynamic performance of low-inertia systems through eigen sensitivity optimization” 2021. IEEE. doi 10.1109/tpwrs.
[30] N. Lloyd and D. Bau III. “Numerical Linear Algebra” 1997. Society for industrial and applied mathematics. Philadelphia.
[31] F. Raof. A. Idana, J. Mahdib and A. Wahab. “Review on virtual inertia control topologies for improving frequency stability of microgrid”. 2023. Engineering and technology Journal 41.
[32] F. Raof. A. Idana, J. Mahdib and A. Wahab. “Review on virtual inertia control topologies for improving frequency stability of microgrid”. 2023. Engineering and technology Journal 41.
[33] R. Shi, X. Zhang, C. Hu. “Self-tuning virtual synchronous generator control for improving frequency stability in autonomous photovoltaic-diesel microgrids”.2019. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, vol. 6, no. 3, pp. 482-494.
[34] X. Haizhen, Y. Changzhou Yu, L. Chun. “An Improved Virtual Inertia Algorithm of Virtual Synchronous Generator”. 2020. Journal of modern power systems and clean energy, vol. 8, no. 2.
[35] J. Meng, Y. Wang, C. Fu. “Adaptive virtual inertia control of distributed generator for dynamic frequency support in microgrid”. 2021. IEEE energy conversion congress and exposition, Milwaukee, usa, pp. 1-5.
[36] R. Mingwei, L. Tong, S. Kai. ”coordinated control strategy of virtual synchronous generator based on adaptive moment of inertia and virtual impedance”.2021. IEEE journal on emerging and selected topics in circuits and systems, vol. 11, no. 1.
[37] J. Meng, Y. Wang, J. Peng, L. Xu, and J. Yin. “Flexible virtual synchronous generator control for distributed generator with adaptive inertia” 2019. Electr. Power Compon. Syst., vol. 47, nos. 1–2, pp. 128–140.
[38] J. Li, B. Wen and H. Wang, "adaptive virtual inertia control strategy of vsg for micro grid based on improved bang-bang control strategy," 2019. IEEE Access, vol. 7, pp. 39509-39514. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2904943.
[39] C. Zhang, D. Xiaobo. “inertia-enhanced distributed voltage and frequency control of low-inertia microgrids”. 2021. IEEE. doi 10.1109/TPWRS.2021.3057078.
[40] Q. Wang, D. Zhou, S. Yin, Y. Lei and T. He, "improved adaptive inertia and damping coefficient control strategy of vsg based on optimal damping ratio," 2022. International Power Electronics Conference. 2022, pp. 102-107, doi: 10.23919/IPEC-Himeji2022- ECCE53331.2022.9806825
[41] J. Fu, G. Wen, W. Yu, T. Huang and X. Yu, "consensus of second-order multiagent systems with both velocity and input constraints". 2019. IEEE Trans. Ind. Electron, vol. 66, no. 10, pp. 7946-7955.
[42] W. Tang, W. Yuan, X. Li and L. Chen, "virtual inertia optimization for microgrids with high renewable penetration considering frequency stability constraints," 2022. 6th International Conference on Power and Energy Engineering. pp. 96-101, doi: 10.1109/ICPEE56418.2022.10050285.
[43] A. Poungdokmai and S. Polmai. "Stabilization of power system using improved virtual inertia of virtual synchronous generator," 2022. 25th International Conference on Electrical Machines and Systems. Chiang Mai, Thailand, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICEMS56177.2022.9983247.
[44] J. Song, X. Gao, H. Sun and W. Guo, "Improved virtual inertia damping adaptive vdg control strategy for dc microgrid hybrid energy storage converter," 2022. 4th International Conference on Electrical Engineering and Control Technologies 2022, pp. 1188-1192, doi: 10.1109/CEECT55960.2022.10030597.
[45] J. Su. "an improving planning method for the receiving end system considering multiple sources of inertia support". 2022. 5th International Conference on Power and Energy Applications., pp. 452-458, doi: 10.1109/ICPEA56363.2022.10052354.
[46] M. Hasan and A. H. Chowdhury "droop control based virtual inertia emulation for stability enhancement of a microgrid system" 2022. 12th International Conference on Electrical and Computer Engineering. pp. 224-227, doi: 10.1109/ICECE57408.2022.10088483.
[47] T. Jithin, T. Rajeev and S. Jithin. "Inertia Control of Hybrid AC/DC Microgrid Using Super capacitors" 2022. Second International Conference on Power, Control and Computing Technologies, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICPC2T53885.2022.9776860.
[48] S. Chen, X. Zhang, Y. Wu, Q. Zhu, C. Bao and X. Zhan, "segmented adaptive control of virtual inertia for virtual synchronous machines" 2022. 7th International Conference on Power and Renewable Energy. pp. 176-181, doi: 10.1109/ICPRE55555.2022.9960672.
[49] M. Maaruf, S. Ahmad and M. Khalid, "improving the frequency response of high renewable penetrated islanded microgrids" 2022. IEEE. 14th Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. pp. 1-6, doi: 10.1109/APPEEC53445.2022.10072211.
[50] R. Nandi, M. Tripathy and C. P. Gupta. "adaptive virtual impedance droop control for ac microgrid based on voltage and current deviations" 2022. IEEE Global Conference on Computing, Power and Communication Technologies. pp. 1-6, doi: 10.1109/GlobConPT57482.2022.9938254.
[51] C. Luo, Y. Chen, Y. Xu, Z. Wang and Q. Li. "transient stability analysis and enhancement for vsg with virtual impedance based current limitation". 2022. 48th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, pp. 1-6, doi: 10.1109/IECON49645.2022.9968894.
[52] S. Sen, K. Yenduri, y P. Sensarma. “Step-by-step design and control of LCL filter based three phase grid-connected inverter”. 2014. IEEE International Conference on Industrial Technology. pp. 503-508, doi: 10.1109/ICIT.2014.6894991.
[53] M. Liserre, F. Blaabjerg, y S. Hansen. “Design and control of an lcl- filter-based three phase active rectifier”. 2005. IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 41. no. 5, pp. 1281-1291. doi: 10.1109/TIA.2005.853373.
[54] Y. Tang, S. Member, P. C. Loh, P. Wang, and F. H. Choo, “generalized design of high performance shunt active power filter with output lcl filter”. 2012. IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 59, no. 3, pp. 1443–1452.
[55] J. Posada. “Transformador electrónico multialimentado para aplicaciones en redes inteligentes”. Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I.P.N. 2013.
[56] Q. Zhong, P. Nguyen, Z. Ma and W. Sheng. "Self-Synchronized Synchronverters: Inverters Without a Dedicated Synchronization Unit," 2014. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 2, pp. 617-630. doi: 10.1109/TPEL.2013.2258684.
[57] X. Meng, J. Liu, Z. Liu. “A Generalized Droop Control for Grid-Supporting Inverter Based on Comparison Between Traditional Droop Control and Virtual Synchronous Generator Control”. 2019. IEEE transactions on power electronics, vol. 34, no. 6.
[58] K. P. Schneider. "Improving primary frequency response to support networked microgrid operations". 2019. IEEE Transactions on Power Systems, vol. 34, no. 1, pp. 659-667.
[59] F. Idan, J. Mahdi, M. Thamir. A. Wahab. "Review on virtual inertia control topologies for improving frequency stability of microgrid”. 2023. Engineering and technology Journal 41.
[60] C.X. Dou and B. Liu "Multi-agent-based hierarchical hybrid control for smart microgrid”. 2013. IEEE transactions on Smart Grid.
[61] M. Ricardo. “Microrredes basadas en electrónica de potencia: parte ii: control de potencia activa y reactiva”. 2014. Revista Ingenius. Universidad politécnica saleciana. doi:10.17163.ings.n12.2014.03
[62] U. Markovic, O. Stanojev, E. Vrettos, P. Aristidou, D. Callaway, and G. Hug, “Understanding Stability of Low-Inertia Systems,” IEEE Transactions on Power Systems. [En línea]. Disponible en http://engrxiv.org/jwzrq
[63] K. Jiang, H. Su, H. Lin, K. He, H. Zeng, and Y. Che, “A practical secondary frequency control strategy for virtual synchronous generator”. 2020. IEEE Trans. Smart Grid, vol. 11, no. 3, pp. 2734–2736.
[64] S. V. Araujo, A. Engler, B. Sahan, V. U. Kassel, F. Luiz, and M. Antunes, “LCL Filter design for grid-connected NPC inverters in offshore wind turbines”. 2007. in The 7th International Conference on Power Electronics, 2007, pp. 1133–1138.
[65] Z. Ping. "Power decoupling strategy based on ‘virtual negative resistor for inverters in low‐voltage microgrids". 2016. IET Power Electronics 9.5. pp. 1037-1044
dc.rights.spa.fl_str_mv Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2023
dc.rights.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.uri.eng.fl_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rights.accessrights.eng.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommons.spa.fl_str_mv Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
rights_invalid_str_mv Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2023
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.extent.spa.fl_str_mv 101 páginas
dc.format.mimetype.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.spa.fl_str_mv Universidad Autónoma de Occidente
dc.publisher.program.spa.fl_str_mv Maestría en Sistemas Energéticos
dc.publisher.faculty.spa.fl_str_mv Facultad de Ingeniería
dc.publisher.place.spa.fl_str_mv Cali
institution Universidad Autónoma de Occidente
bitstream.url.fl_str_mv https://red.uao.edu.co/bitstreams/b7c960ce-d4cb-4fb4-a072-b115cfef60d6/download
https://red.uao.edu.co/bitstreams/f968fa0e-c2e8-44c2-b858-6c80f754fec5/download
https://red.uao.edu.co/bitstreams/d73b5681-10cd-44ef-8ab8-ae071d6fac79/download
https://red.uao.edu.co/bitstreams/8e277db5-090b-4cf0-929f-42a396f26487/download
https://red.uao.edu.co/bitstreams/63273094-8953-49c5-a89c-16fb27c8c6f5/download
https://red.uao.edu.co/bitstreams/6ae885ec-a1e1-4c85-a3d4-c490024aa887/download
https://red.uao.edu.co/bitstreams/673755f2-bec6-44ec-81df-48019c8e226a/download
bitstream.checksum.fl_str_mv ec08d10acfc5bba7b2eee5b5e8863427
b175447e610311afd4894ae05198fe3d
6987b791264a2b5525252450f99b10d1
757a2c4f0aaf6d2bb6a22ce4a7a3da67
3a43d9d0df73e84e4178de93e6161321
8e1f288409d208d5d33bd428561c703b
359756d81c0ba2ebac9a64dc0d255e6c
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Digital Universidad Autonoma de Occidente
repository.mail.fl_str_mv repositorio@uao.edu.co
_version_ 1814259942319718400
spelling Posada Contreras, Johnnyvirtual::5289-1Villada León, Christian AlfonsoUniversidad Autónoma de OccidenteQuispe Oqueña, Enrique Cirovirtual::5290-1Tombe Andrade, Jimmyvirtual::5291-12024-04-01T20:01:40Z2024-04-01T20:01:40Z2023-10-25Villada León, J. D. (2023). Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred. (Tesis). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/15505https://hdl.handle.net/10614/15505Universidad Autónoma de OccidenteRespositorio Educativo Digital UAOhttps://red.uao.edu.co/La regulación de frecuencia y tensión en las microrredes aisladas es crítico cuando hay fuentes de generación renovables acopladas a la microrred con convertidores de potencia. El uso de convertidores de potencia reduce considerablemente las perturbaciones de frecuencia de la red, pero también disminuye la respuesta inercial. Debido a que los generadores no quedan directamente conectados a la carga, el generador no responde con su inercia natural, sino que depende del control que ejerza el convertidor sobre la microrred. Al reducirse la respuesta inercial del sistema se generan consecuencias muy negativas ya que se ven afectadas directamente la seguridad y la fiabilidad de la microrred Las investigaciones actuales de microrredes aisladas tratan individualmente el problema de baja inercia y regulación de tensión, es por esto que, este proyecto presenta una propuesta de integración de controladores droop, synchronverter e impedancia virtual, para aumentar la inercia de una microrred manteniendo regulada la tensión que se entrega a la cargaTesis (Magister en Sistemas Energéticos)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2023MaestríaMagíster en Sistemas Energéticos101 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteMaestría en Sistemas EnergéticosFacultad de IngenieríaCaliDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2023https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrredTrabajo de grado - MaestríaTextinfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85[1] S. Abdulhameed, H. Ahmad and M. Hassan, “Primary Frequency Response Enhancement for Future Low Inertia Power Systems Using Hybrid Control Technique”. 2018. [En línea] Disponible: https://doi.org/10.3390/en11040699.[2] R. Serway, R. Beichner and J. Jewett. Physics for scientists and engineers. vol, 1.ed. 7. Cengage cearning editores. Mexico. .2000[3] M. Rezkalla, M. Pertl, and M. Marinelli. “Electric power system inertia: requirements, challenges and solutions”. 2018. Springer verlag. gmbh. Germany.[4] H. Bevrani. Robust Power System Frequency Control. Vol 1. Ed. 2. Springer. 2014.[5] R. Peña, M. Liserre, F. Blaabjerg, R. Sebastián, J. Dannehl, y F. W. Fuchs, “Analysis of the Passive Damping Losses in LCL-Filter-Based Grid Converters”, IEEE trans. power electronics., vol. 28, no. 6, pp. 2642-2646, jun. 2013.[6] F. Gonzalez. “Impact of synthetic inertia from wind power on the protection/control schemes of future power systems: simulation study”. Presented at the dpsp2012. 2012.[7] K. P. Schneider. "Improving primary frequency response to support networked microgrid operations". Presented in IEEE transactions on power systems, vol. 34, no. 1, pp. 659-667, Jan. 2019.[8] R. Pandey and P. Suhane. “Voltage stability analysis of smart grid and application of facts controller: a review”. ijsr. 2014.[9] D. Trebolle y P. Frías. “El control de tensión en redes de distribución con generación distribuida”. Research gate. Publication 261099071. 2014.[10] J. Cepeda, P. Verdugo y G. Arguello, “Monitoreo de la estabilidad de tensión de corredores de transmisión en tiempo real a partir de mediciones sincrofasoriales”. 2014. Revista politécnica, vol.33, no. 3.[11] A. Ayo y D. Carrión. “Análisis de alivio de carga por baja frecuencia aplicando a sistemas aislados con energía renovable para minimizar el rango de cambios de frecuencia”. Trabajo de grado. Universidad Politécnica Salesiana. Quito. Ecuador. 2015. Disponible en https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/11281[12] H. Xu and C. Yu. “An improved virtual inertia algorithm of virtual synchronous generator”. Presented at journal of modern power systems and clean energy, vol. 8, no. 2, march 2020.[13] J. Fraile. Máquinas eléctricas. 6 ed. Mc graw hill. p. 424-431. España. 2003.[14] Q. Zhong and G. Weiss, “Synchronverters: Inverters That Mimic Synchronous Generators”. IEEE trans. ind. electron., vol. 58, no 4, pp. 1259-1267, abr. 2011, doi: 10.1109/tie.2010.2048839.[15] X. Liang and C. Andalib. “virtual synchronous machine method in renewable energy integration”. 2016. IEEE pes asia pacific power and energy conference. xian. china.[16] J. Driesen, and K. Visscher, "Virtual synchronous generators", 2008. IEEE power and energy society general meeting - conversion and delivery of electrical energy in the 21st century, pp. 1-3.[17] A. M. Vera “Análisis Control de Tensión en una Red de Distribución, operando de manera aislada”. Trabajo de grado. Universidad nacional de Colombia. 2015.[18] S. Abdulhameed, A. Alsharafi, H. Besheer and M. Hassan. “Primary frequency response enhancement for future low inertia power systems using hybrid control technique”. 2018. Energies. Disponible en https://doi.org/10.3390/en11040699[19] K. Vivek. “Design and analysis of voltage droop control technique for dc microgrids”. 2019. IEEE xplore isbn: 978-1-7281-0167-5.[20] V. Natarajan, G. Weiss. “Synchronverters with better stability due to virtual inductors, virtual capacitors, and anti-windup”. 2017. IEEE Trans. Ind. Electron.[21] R. Shi. “Self-tuning virtual synchronous generator control for improving frequency stability in autonomous photovoltaic-diesel microgrids”. 2018. Journal of modern power systems and clean energy.[22] K. Brabandere, B. Bolsens. “A voltage and frequency droop control method for parallel inverters”. IEEE 2007. trans. Power electronics, vol. 22.[23] M. Onate, J. Posada, J. Lopez, J. Quintero y M. Aredes. “Control of a back-to-back converter as a power transfer system using synchronverter approach”. 2018. ieg gener. Transm. distrib.[24] Q. Zhong, P. Nguyen and W. Sheng. “self-synchronized synchronverters: inverters without a dedicated synchronization unit”, 2013. IEEE Transactions on power electronics.[25] Icontec, “Norma Técnica Colombiana NTC 1340 – Electrotecnia. Tensiones y frecuencia nominales en sistemas de energía eléctrica en redes de servicio público”. 2004.[26] Comisión de Regulación de Energía y Gas, Documento CREG-032, Calidad de la potencia, Colombia, junio 25 de 2012.[27] S. Elphick and V. Smith, "The 230 V CBEMA curve — Preliminary studies," 2010. 20th Australasian Universities Power Engineering Conference, Christchurch, New Zealand, pp. 1-6.[28] L. Raimundo. “Análisis de la respuesta en frecuencia en sistemas de potencia con altos niveles de generación variable sin inercia”. Trabajo de grado. 2015. Universidad de Chile.[29] J. Ashwin and U. Markovic.” Improving dynamic performance of low-inertia systems through eigen sensitivity optimization” 2021. IEEE. doi 10.1109/tpwrs.[30] N. Lloyd and D. Bau III. “Numerical Linear Algebra” 1997. Society for industrial and applied mathematics. Philadelphia.[31] F. Raof. A. Idana, J. Mahdib and A. Wahab. “Review on virtual inertia control topologies for improving frequency stability of microgrid”. 2023. Engineering and technology Journal 41.[32] F. Raof. A. Idana, J. Mahdib and A. Wahab. “Review on virtual inertia control topologies for improving frequency stability of microgrid”. 2023. Engineering and technology Journal 41.[33] R. Shi, X. Zhang, C. Hu. “Self-tuning virtual synchronous generator control for improving frequency stability in autonomous photovoltaic-diesel microgrids”.2019. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, vol. 6, no. 3, pp. 482-494.[34] X. Haizhen, Y. Changzhou Yu, L. Chun. “An Improved Virtual Inertia Algorithm of Virtual Synchronous Generator”. 2020. Journal of modern power systems and clean energy, vol. 8, no. 2.[35] J. Meng, Y. Wang, C. Fu. “Adaptive virtual inertia control of distributed generator for dynamic frequency support in microgrid”. 2021. IEEE energy conversion congress and exposition, Milwaukee, usa, pp. 1-5.[36] R. Mingwei, L. Tong, S. Kai. ”coordinated control strategy of virtual synchronous generator based on adaptive moment of inertia and virtual impedance”.2021. IEEE journal on emerging and selected topics in circuits and systems, vol. 11, no. 1.[37] J. Meng, Y. Wang, J. Peng, L. Xu, and J. Yin. “Flexible virtual synchronous generator control for distributed generator with adaptive inertia” 2019. Electr. Power Compon. Syst., vol. 47, nos. 1–2, pp. 128–140.[38] J. Li, B. Wen and H. Wang, "adaptive virtual inertia control strategy of vsg for micro grid based on improved bang-bang control strategy," 2019. IEEE Access, vol. 7, pp. 39509-39514. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2904943.[39] C. Zhang, D. Xiaobo. “inertia-enhanced distributed voltage and frequency control of low-inertia microgrids”. 2021. IEEE. doi 10.1109/TPWRS.2021.3057078.[40] Q. Wang, D. Zhou, S. Yin, Y. Lei and T. He, "improved adaptive inertia and damping coefficient control strategy of vsg based on optimal damping ratio," 2022. International Power Electronics Conference. 2022, pp. 102-107, doi: 10.23919/IPEC-Himeji2022- ECCE53331.2022.9806825[41] J. Fu, G. Wen, W. Yu, T. Huang and X. Yu, "consensus of second-order multiagent systems with both velocity and input constraints". 2019. IEEE Trans. Ind. Electron, vol. 66, no. 10, pp. 7946-7955.[42] W. Tang, W. Yuan, X. Li and L. Chen, "virtual inertia optimization for microgrids with high renewable penetration considering frequency stability constraints," 2022. 6th International Conference on Power and Energy Engineering. pp. 96-101, doi: 10.1109/ICPEE56418.2022.10050285.[43] A. Poungdokmai and S. Polmai. "Stabilization of power system using improved virtual inertia of virtual synchronous generator," 2022. 25th International Conference on Electrical Machines and Systems. Chiang Mai, Thailand, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICEMS56177.2022.9983247.[44] J. Song, X. Gao, H. Sun and W. Guo, "Improved virtual inertia damping adaptive vdg control strategy for dc microgrid hybrid energy storage converter," 2022. 4th International Conference on Electrical Engineering and Control Technologies 2022, pp. 1188-1192, doi: 10.1109/CEECT55960.2022.10030597.[45] J. Su. "an improving planning method for the receiving end system considering multiple sources of inertia support". 2022. 5th International Conference on Power and Energy Applications., pp. 452-458, doi: 10.1109/ICPEA56363.2022.10052354.[46] M. Hasan and A. H. Chowdhury "droop control based virtual inertia emulation for stability enhancement of a microgrid system" 2022. 12th International Conference on Electrical and Computer Engineering. pp. 224-227, doi: 10.1109/ICECE57408.2022.10088483.[47] T. Jithin, T. Rajeev and S. Jithin. "Inertia Control of Hybrid AC/DC Microgrid Using Super capacitors" 2022. Second International Conference on Power, Control and Computing Technologies, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICPC2T53885.2022.9776860.[48] S. Chen, X. Zhang, Y. Wu, Q. Zhu, C. Bao and X. Zhan, "segmented adaptive control of virtual inertia for virtual synchronous machines" 2022. 7th International Conference on Power and Renewable Energy. pp. 176-181, doi: 10.1109/ICPRE55555.2022.9960672.[49] M. Maaruf, S. Ahmad and M. Khalid, "improving the frequency response of high renewable penetrated islanded microgrids" 2022. IEEE. 14th Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. pp. 1-6, doi: 10.1109/APPEEC53445.2022.10072211.[50] R. Nandi, M. Tripathy and C. P. Gupta. "adaptive virtual impedance droop control for ac microgrid based on voltage and current deviations" 2022. IEEE Global Conference on Computing, Power and Communication Technologies. pp. 1-6, doi: 10.1109/GlobConPT57482.2022.9938254.[51] C. Luo, Y. Chen, Y. Xu, Z. Wang and Q. Li. "transient stability analysis and enhancement for vsg with virtual impedance based current limitation". 2022. 48th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, pp. 1-6, doi: 10.1109/IECON49645.2022.9968894.[52] S. Sen, K. Yenduri, y P. Sensarma. “Step-by-step design and control of LCL filter based three phase grid-connected inverter”. 2014. IEEE International Conference on Industrial Technology. pp. 503-508, doi: 10.1109/ICIT.2014.6894991.[53] M. Liserre, F. Blaabjerg, y S. Hansen. “Design and control of an lcl- filter-based three phase active rectifier”. 2005. IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 41. no. 5, pp. 1281-1291. doi: 10.1109/TIA.2005.853373.[54] Y. Tang, S. Member, P. C. Loh, P. Wang, and F. H. Choo, “generalized design of high performance shunt active power filter with output lcl filter”. 2012. IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 59, no. 3, pp. 1443–1452.[55] J. Posada. “Transformador electrónico multialimentado para aplicaciones en redes inteligentes”. Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I.P.N. 2013.[56] Q. Zhong, P. Nguyen, Z. Ma and W. Sheng. "Self-Synchronized Synchronverters: Inverters Without a Dedicated Synchronization Unit," 2014. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 2, pp. 617-630. doi: 10.1109/TPEL.2013.2258684.[57] X. Meng, J. Liu, Z. Liu. “A Generalized Droop Control for Grid-Supporting Inverter Based on Comparison Between Traditional Droop Control and Virtual Synchronous Generator Control”. 2019. IEEE transactions on power electronics, vol. 34, no. 6.[58] K. P. Schneider. "Improving primary frequency response to support networked microgrid operations". 2019. IEEE Transactions on Power Systems, vol. 34, no. 1, pp. 659-667.[59] F. Idan, J. Mahdi, M. Thamir. A. Wahab. "Review on virtual inertia control topologies for improving frequency stability of microgrid”. 2023. Engineering and technology Journal 41.[60] C.X. Dou and B. Liu "Multi-agent-based hierarchical hybrid control for smart microgrid”. 2013. IEEE transactions on Smart Grid.[61] M. Ricardo. “Microrredes basadas en electrónica de potencia: parte ii: control de potencia activa y reactiva”. 2014. Revista Ingenius. Universidad politécnica saleciana. doi:10.17163.ings.n12.2014.03[62] U. Markovic, O. Stanojev, E. Vrettos, P. Aristidou, D. Callaway, and G. Hug, “Understanding Stability of Low-Inertia Systems,” IEEE Transactions on Power Systems. [En línea]. Disponible en http://engrxiv.org/jwzrq[63] K. Jiang, H. Su, H. Lin, K. He, H. Zeng, and Y. Che, “A practical secondary frequency control strategy for virtual synchronous generator”. 2020. IEEE Trans. Smart Grid, vol. 11, no. 3, pp. 2734–2736.[64] S. V. Araujo, A. Engler, B. Sahan, V. U. Kassel, F. Luiz, and M. Antunes, “LCL Filter design for grid-connected NPC inverters in offshore wind turbines”. 2007. in The 7th International Conference on Power Electronics, 2007, pp. 1133–1138.[65] Z. Ping. "Power decoupling strategy based on ‘virtual negative resistor for inverters in low‐voltage microgrids". 2016. IET Power Electronics 9.5. pp. 1037-1044Maestría en Sistemas Energéticos Respuesta inercialImpedancia virtual MicrorredSynchronverterComunidad generalPublicationhttps://scholar.google.com/citations?user=icvmhSkAAAAJ&hl=es&authuser=6virtual::5289-1https://scholar.google.com.co/citations?user=8WM_SB8AAAAJ&hl=envirtual::5290-1https://scholar.google.es/citations?user=EPIEzpAAAAAJ&hl=esvirtual::5291-10000-0001-7576-1021virtual::5289-1https://orcid.org/0000-0003-3223-1834virtual::5290-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000193488virtual::5289-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000144304virtual::5290-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000196541virtual::5291-111ddcf21-b409-4913-9535-44b2a15539d0virtual::5289-111ddcf21-b409-4913-9535-44b2a15539d0virtual::5289-1c6bf35c2-a499-44cd-abc3-eb4b458d7de5virtual::5290-1c46d9e36-69eb-4095-a2cc-8de94a3d2ab2virtual::5291-1c6bf35c2-a499-44cd-abc3-eb4b458d7de5virtual::5290-1c46d9e36-69eb-4095-a2cc-8de94a3d2ab2virtual::5291-1ORIGINALT11006_Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred.pdfT11006_Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred.pdfArchivo texto completo del trabajo de grado, PDFapplication/pdf2746403https://red.uao.edu.co/bitstreams/b7c960ce-d4cb-4fb4-a072-b115cfef60d6/downloadec08d10acfc5bba7b2eee5b5e8863427MD51TA11006_Autorización trabajo de grado.pdfTA11006_Autorización trabajo de grado.pdfAutorización para publicación del trabajo de gradoapplication/pdf478056https://red.uao.edu.co/bitstreams/f968fa0e-c2e8-44c2-b858-6c80f754fec5/downloadb175447e610311afd4894ae05198fe3dMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81672https://red.uao.edu.co/bitstreams/d73b5681-10cd-44ef-8ab8-ae071d6fac79/download6987b791264a2b5525252450f99b10d1MD53TEXTT11006_Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred.pdf.txtT11006_Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred.pdf.txtExtracted texttext/plain104834https://red.uao.edu.co/bitstreams/8e277db5-090b-4cf0-929f-42a396f26487/download757a2c4f0aaf6d2bb6a22ce4a7a3da67MD54TA11006_Autorización trabajo de grado.pdf.txtTA11006_Autorización trabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain4508https://red.uao.edu.co/bitstreams/63273094-8953-49c5-a89c-16fb27c8c6f5/download3a43d9d0df73e84e4178de93e6161321MD56THUMBNAILT11006_Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred.pdf.jpgT11006_Diseño de algoritmo de control en conversores de potencia para regulación de tensión y aumento de inercia en una microrred.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg7201https://red.uao.edu.co/bitstreams/6ae885ec-a1e1-4c85-a3d4-c490024aa887/download8e1f288409d208d5d33bd428561c703bMD55TA11006_Autorización trabajo de grado.pdf.jpgTA11006_Autorización trabajo de grado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg13212https://red.uao.edu.co/bitstreams/673755f2-bec6-44ec-81df-48019c8e226a/download359756d81c0ba2ebac9a64dc0d255e6cMD5710614/15505oai:red.uao.edu.co:10614/155052024-04-03 03:01:09.686https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2023open.accesshttps://red.uao.edu.coRepositorio Digital Universidad Autonoma de Occidenterepositorio@uao.edu.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