Control basado en pasividad con estrategia adaptativa de un sistema de almacenamiento energético para una nano-red DC

  • Johan Sebastian Sanchez-Choachi Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas
Palabras clave: cargador de baterías, convertidores de potencia DC-DC, estimación de parámetros, fuentes de alimentación de emergencia, nano-red DC, sistema adaptativo.

Resumen

El creciente interés en el desarrollo de las micro-redes ha impulsado un gran número de investigaciones que pretenden mejorar su desempeño para una posterior industrialización. Por este motivo, este artículo presenta el modelamiento, diseño de control y resultados de simulación de un sistema de almacenamiento energético para una nano-red DC, el cual permite almacenar energía en las baterías o extraerla de ellas, según sea el estado de las cargas y las fuentes de la nano-red. Este dispositivo se construye a partir de un convertidor bidireccional DC-DC no aislado, para el que se desarrolla su modelo y posterior estrategia de control basada en pasividad, acompañada de un mecanismo adaptativo que le permite estimar algunos de sus parámetros y cambios. Se presentan los resultados de simulación entre los cuales destaca la rápida respuesta del sistema, su robustez ante perturbaciones y la contribución a la regulación de la tensión del bus DC de la nano-red.

  • Referencias

    Sistema de información eléctrico colombiano (SIEL), Registro de proyectos de generación

    (Inscripción según requisitos de las Resoluciones UPME No. 0520 y No. 0638 de 2007),

    Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), [En línea], Disponible: http://www.siel.gov.co/Generacion_sz/Inscripcion/2016/Registro_Proyectos_Generacion_Feb2016.pdf, 2007.

    M. Quintero Quintero, “Dependencia hidrológica y regulatoria en la formación de precio de la energía en un sistema hidrodominado: caso sistema eléctrico colombiano,” Revistas ingeniería, Universidad de Medellín, vol. 12, n.º 22, pp. 85-96, 2013. DOI: https://doi.org/10.22395/rium.v12n22a7

    A. Cserép et al., “A nanogrid Concept for Supplying ICT Devices to Improve the Energy Efficiency of Small Offices,” presentado en IEEE Second International Conference on DC Microgrids (ICDCM), Nuremberg, 2017. DOI: https://doi.org/10.1109/ICDCM.2017.8001082

    C. Cecati et al., “DC nanogrid for renewable sources with modular DC/DC LLC converter building block,” IET Power Electronics, vol. 10, n.º 5, pp. 536-544, 2017. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-pel.2016.0200

    S. Ilango Ganesan et al., “Control Scheme for a Bidirectional Converter in a Self-Sustaining Low-Voltage DC Nanogrid,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 62, n.º 10, pp. 6327-6326, 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2015.2424192

    D. D. Campo Ossa et al., “Análisis y simulación de un rectificador trifásico controlado Active Front End (AFE),” Revistas ingeniería, Universidad de Medellín, vol. 14, n.º 27, pp. 257-272, 2015. DOI: https://doi.org/10.22395/rium.v14n27a15

    S. Ahmad Hamidi y A. Nasiri, “Stability analysis of a DC-DC converter for battery energy storage system feeding CPL,” presentado en IEEE International Telecommunications Energy Conference (Intelec), Osaka, 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/INTLEC.2015.7572343

    S. Oucheriah y L. Guo, “PWM-Based Adaptive Sliding-Mode Control for Boost DC–DC Converters” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, n.º 8, pp. 3291-3294, 2013. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2012.2203769

    A. Morici y Z. Tariq, “Fuzzy Logic based Adaptive Controller for AC/DC Boost Converters” presentado en International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management, Nuremberg, Alemania, 2018.

    B. Wang, Y. Yuan, Y. Zhou y X. SunMotion, “Buck/Boost Bidirectional Converter TCM Control Without Zero-crossing Detection” presentado en IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference (Ipemc-ECCE Asia), Hefei., 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/IPEMC.2016.7512786

    O. Montoya, A. Garcés, I.Ortega y G. Espinosa, “Passivity-Based Control for Battery Charging/Discharging Applications by Using a Buck-Boost DC-DC Converter” presentado en IEEE Green Technologies Conference (GreenTech), Austin, Tx., 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/GreenTech.2018.00025

    M. Mojallizadeh y M. Badamchizadeh, “Adaptive Passivity-Based Control of a Photovoltaic/Battery Hybrid Power Source via Algebraic Parameter Identification”, IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 6, n.º 2, pp. 532-539, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2016.2514715

    D. Freitas, A. Lima y M. Morais, “Determining Lead-Acid Battery DC Resistance by Tremblay Battery Model” presentado en 7th International Renewable Energy Congress (IREC), Hammamet, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/IREC.2016.7478944

    E. Abdulhamitbilal, “SoC Estimation for Lithium-Ion Batteries in Automotive Systems: Sliding Mode Observation” presentado en 14th International Workshop on Variable Structure Systems (VSS), Nanjing, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/VSS.2016.7506936

  • Biografía del autor/a

    Johan Sebastian Sanchez-Choachi, Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas

    Ingeniero electrónico y físico, magíster en Ingeniería Electrónica. Investigador activo del grupo LIfae,
    Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia. Correo electrónico: jossanchezc@correo.udistrital.edu.co. Orcid: https://orcid.org/0000-0002-1945-5975

Publicado
2019-12-01
Cómo citar
Sanchez-Choachi, J. S. (2019). Control basado en pasividad con estrategia adaptativa de un sistema de almacenamiento energético para una nano-red DC. REVISTA INGENIERíAS UNIVERSIDAD DE MEDELLíN, 18(35), 185-203. https://doi.org/10.22395/rium.v18n35a11

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.
Sección
Artículos