Contexto:

La reducción de combustibles fósiles, la necesidad de disminuir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) en el planeta y el interés por garantizar una seguridad energética ha incrementado la investigación en la producción de energía eléctrica utilizando fuentes de energías renovables incorporadas a microrredes o MG (por sus siglas en inglés de microgrids). Este panorama presenta desafíos técnicos que deben ser cubiertos para garantizar niveles de confiabilidad adecuados.

Método:

Este estudio compara tres estrategias de control basadas en el control predictivo del modelo o MPC (por sus siglas en inglés de model predictive control), el control óptimo LQ-Servo (por sus siglas en inglés de linear quadratic servo) y el control proporcional integral o PI, con el objetivo de regular la frecuencia frente a incertidumbres en la carga y perturbaciones ambientales, considerando un modelo lineal aislado de microrred que incluye generadores convencionales y renovables, dispositivos de almacenamiento de energía y cargas.

Resultados:

Las simulaciones de la MG en operación aislada, en presencia de perturbaciones de viento, carga y potencia solar, muestran un mejor desempeño bajo diferentes escenarios de los controladores MPC y LQ-Servo con respecto a las características dinámicas que presenta la desviación de frecuencia y la señal de control.

Conclusiones:

La estrategia de control óptimo LQ-Servo, poco investigada en MG, se presenta como una opción viable a considerar en el diseño de controladores secundarios de MG en operación aislada, debido a las características de desempeño mostradas en la regulación de frecuencia. Consideración de modelos que incluyan restricciones en las variables de control y en los estados de la MG, así como la implementación de los mismos, quedan como trabajo futuro.

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