Sincronização de microrrede com diferentes fontes de geração distribuída a partir de controle baseado em hierarquia de agentes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Poloni, Patrícia
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
Texto Completo: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4923
Resumo: The microgrids (MGs) are small-scale electrical power systems that may operate both in islanded and grid-connected modes. The transition between MGs operating modes can result in equipment failures if the operation is performed without attending the required premises and criteria. In particular, the synchronization of MGs, referred to the transition between islanded to grid-connected operation mode, must be performed following the maximum voltage, frequency, and phase angle difference criteria at the Point of Common Coupling (PCC) between MG and the main grid. There are different control strategies to synchronize the MG with the main grid through adjustments in Distributed Generation (DG) sources connected to the MG. In order to determine the impacts of the connection between these systems and evaluate the MG synchronization process, this research focuses on applying a decentralized method based on multi-agent hierarchical control to synchronize a MG which was implemented in Matlab/Simulink R software and has different DG sources on its topology. Furthermore, a synchronization transients analysis routine based on MG simulations was proposed. The hierarchical control starts with the definition and modeling of leaders, followers and synchronism agents under the MG structure and energy sources mode of operation. This research has shown that MG connection influences at the DG sources connected into the MG, especially those based on synchronous generators, even when the connection occurs according to the connection requirements established by literature. The results have established into three scenarios. First it was defined the best agents’ hierarchy for MG synchronization, then evaluated the communication time delay between agents and observed the behavior of the implemented control when load variation occurs. The control method performance was acceptable and has resulted in a MG smooth connection.
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In particular, the synchronization of MGs, referred to the transition between islanded to grid-connected operation mode, must be performed following the maximum voltage, frequency, and phase angle difference criteria at the Point of Common Coupling (PCC) between MG and the main grid. There are different control strategies to synchronize the MG with the main grid through adjustments in Distributed Generation (DG) sources connected to the MG. In order to determine the impacts of the connection between these systems and evaluate the MG synchronization process, this research focuses on applying a decentralized method based on multi-agent hierarchical control to synchronize a MG which was implemented in Matlab/Simulink R software and has different DG sources on its topology. Furthermore, a synchronization transients analysis routine based on MG simulations was proposed. The hierarchical control starts with the definition and modeling of leaders, followers and synchronism agents under the MG structure and energy sources mode of operation. This research has shown that MG connection influences at the DG sources connected into the MG, especially those based on synchronous generators, even when the connection occurs according to the connection requirements established by literature. The results have established into three scenarios. First it was defined the best agents’ hierarchy for MG synchronization, then evaluated the communication time delay between agents and observed the behavior of the implemented control when load variation occurs. The control method performance was acceptable and has resulted in a MG smooth connection.As Microrredes (MRs) são sistemas elétricos de potência em escala reduzida que podem operar tanto no modo ilhado quanto no modo conectado à rede de distribuição principal. A transição entre os modos de operação desses sistemas pode causar danos aos equipamentos instalados se realizada sem atender os critérios e premissas pré-estabelecidos. Especificamente, a sincronização de MRs, que trata do processo de transição do modo ilhado para o modo conectado, deve ser realizada dentro de requisitos máximos de diferenças de tensão, frequência e ângulo no Ponto de Conexão Comum (PCC) entre a MR e a rede principal. Existem diferentes estratégias de controle que realizam este sincronismo entre os sistemas por meio de ajustes nas fontes de Geração Distribuída (GD) presentes na MR. Com o intuito de identificar os impactos resultantes da interligação entre os sistemas e avaliar o processo de sincronização de MRs, este trabalho tem por objetivo principal a aplicação de um método de controle descentralizado baseado em hierarquia de agentes para realizar a sincronização de uma MR implementada em Matlab/Simulink R, que contém diferentes fontes de GD em sua topologia. Ademais, o trabalho apresenta uma rotina de análise dos transitórios de conexão de MRs à rede principal a partir das simulações da MR implementada. O controle hierárquico parte da definição e modelagem de agentes líderes, seguidores e de sincronismo de acordo com a topologia da MR e com o modo de operação das fontes. Ao longo do desenvolvimento do trabalho pôde-se notar que as fontes de GD presentes na MR são significativamente impactadas pela conexão com a rede principal, especialmente aquelas baseadas em geradores síncronos, mesmo quando realizada dentro dos limites pré-estabelecidos pela bibliografia. Os resultados do trabalho foram dispostos em três cenários em que primeiramente foi definida a melhor hierarquia de agentes para a sincronização da MR, em um segundo momento foi avaliada a influência do atraso na comunicação entre os agentes e por fim analisado o comportamento do controle implementado diante de variações de carga na MR. O desempenho do método de controle implementado na MR se mostrou satisfatório e resultou na conexão suave da MR.Submitted by Wagner Junior (wagner.junior@unioeste.br) on 2020-09-14T13:58:34Z No. of bitstreams: 2 Patricia_Poloni_2020.pdf: 5977897 bytes, checksum: abe7831a8e7656b7bf3ac7098cf7c101 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)Made available in DSpace on 2020-09-14T13:58:34Z (GMT). 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