Algoritmo bumpless para unidades de generación distribuida con controladores dependientes del modo de operación

• Autores: Muñoz, Pablo Ezequiel; González, Sergio Alberto; Mantz, Ricardo Julián; Puleston, Pablo Federico
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ingeniería; Microrredes; Control bumpless-transfer; Resiliencia eléctrica
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Las microrredes, entendidas como un conjunto de unidades de generación distribuida (UGD), sistemas de almacenamiento y cargas, son clave para mejorar la resiliencia del sistema eléctrico. En condiciones normales las microrredes operan en modo conectado a la red donde pueden importar o exportar energía y deben tener la capacidad de aislarse frente a cualquier eventualidad, como fallas en la red principal, para garantizar el suministro de energía a las cargas locales. Los desafíos y objetivos de control son diferentes en cada modo de operación. En este sentido, existen dos estrategias de control bien establecidas para las UGDs. En modo isla, al menos una UGD debe operar en modo "formador de red” donde la UGD se controla para regular la tensión y la frecuencia de la microrred. En modo conectado a la red, las UGDs pueden operar en modo "seguidor de red” inyectando potencia. Por lo tanto, la transición entre estos modos de operación implica cambiar de controlador. Si la salida de los controladores no coincide en el instante de conmutación, se produce un salto en la acción de control que genera transitorios no deseados en la potencia de salida de las UGDs afectando la tensión y la frecuencia [5]. En este trabajo se propone un algoritmo denominado SMRC-BT (de sus siglas en ingles Sliding-Mode Reference Condictioning Bumpless-Transfer), que actúa sobre la referencia del lazo de control y fuerza el establecimiento de un régimen deslizante sobre una superficie y obliga a reducir el error entre la salida de los controladores a cero [6]. Resulta un método simple y directo que requiere un mínimo esfuerzo diseño e implementación. Además, no requiere el conocimiento del modelo de planta ni mediciones adicionales. Presenta propiedades de robustez que garantizan evitar saltos en la acción de control y los transitorios indeseados asociados en la potencia de salida de las UGDs que afectan a la calidad de potencia de la microrred sin importar en qué momento se conmute el controlador. Se evaluó el desempeño del algoritmo propuesto en un escenario de aislamiento no intencional. En las figuras se muestran los transitorios de potencia activa y reactiva de la UGD y la tensión y la frecuencia en el punto de conexión de la microrred con la red principal. Los resultados muestran que la estrategia propuesta contribuye a lograr una transición suave entre los modos de operación de la microrred evitando picos transitorios en las potencias de la UGD, saltos de fase en la tensión y una recuperación más rápida de la frecuencia.
Facultad de Ingeniería