A distributed predictive secondary control for voltage and frecuency regulation, economic dispatch and imbalance sharing in isolated microgrids

Abstract

Esta tesis se enfoca en estudiar la aplicación de control predictivo distribuido (DMPC) para el control secundario de microrredes (MGs) ac y microrredes híbridas ac/dc (H-MGs). Se proponen tres estrategias de control que cumplen con la tarea principal del control secundario (restaurar frecuencia y voltaje). Las estrategias propuestas incluyen objetivos complementarios en la formulación según el tipo de MG estudiada. Además, estas estrategias pueden restaurar la frecuencia y el voltaje a valores nominales o dentro de bandas de seguridad. La primera estrategia propuesta considera el despacho óptimo de generadores distribuidos (DGs) en MGs ac balanceadas. La segunda estrategia logra el despacho óptimo de ac DGs, dc DGs y gestiona la transferencia de potencia a través de los interlinking converters (ILCs) basado en un criterio económico en H-MGs. La última estrategia propuesta es capaz de gestionar la distribución de desbalances en MGs ac desbalanceadas. Las principales características de las metodologías propuestas son el desarrollo de formulaciones novedosas con funciones de costo multiobjetivo y modelos de predicción que representan las principales dinámicas de los DGs y los ILCs (en el caso de las H-MGs). Finalmente, se validan los esquemas DMPC propuestos experimentalmente, por hardware-in-the-loop y por simulación bajo escenarios demandantes.