Esquemas de control de voltaje/var jeráquicos basados en control predictivo
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Resumen
La estructura de control de Voltaje/VAR jerárquica convencional aplicada en algunos sistemas eléctricos de potencia tiene los propósitos de mantener a la mayoría de los voltajes de nodo de la red dentro de un margen de operación apropiado y administrar los recursos de potencia reactiva disponibles. En este trabajo de investigación se proponen esquemas de control de Voltaje/VAR jerárquicos basados en control predictivo que ponderan estos dos objetivos de control. Estos esquemas manipulan únicamente los valores de referencia de tensión de los reguladores de voltaje automáticos y de las potencias activas de los gobernadores de las turbinas de los generadores sincrónicos del sistema. En los esquemas de control propuestos se deja de lado el concepto de nodo piloto, pues los controladores MPC regionales tratan de mantener a todos los niveles de tensión de sus nodos dentro del margen de operación establecido. Además, en el caso distribuido, entre estos controladores solamente se comparte la medición de la magnitud de los voltajes de los nodos asociados a las líneas de transmisión que enlazan las zonas de control de Voltaje/VAR vecinas, con lo cual se simplifican notablemente los problemas de optimización que deben resolverse por la estrategia. Los desempeños de estos esquemas de control fueron comparados entre sí y con los desempeños ofrecidos por otras arquitecturas de control de Voltaje/VAR actuando sobre el sistema eléctrico de prueba New England IEEE de 39 nodos. Los resultados obtenidos de esta comparación muestran la capacidad de las estructuras de control de Voltaje/VAR jerárquicas propuestas de mantener a todos los voltajes de la red muy cerca de un margen de operación definido realizando una gestión conveniente de los niveles de potencia reactiva en la red. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
The conventional hierarchical Volt/VAR control scheme applied in some electric power systems aims to keep most of the network node voltages in a suitable operating margin and manage available reactive power resources. In this research work some hierarchical Volt/VAR control scheme based on predictive control that weigh these two regulation goals are proposed. Those schemes only manipulate the reference values of automatic voltage regulators and turbine-governor active powers of system synchronous generators. Such proposals forgo the pilot node concept because their regional MPC controllers try to keep to all the node voltage magnitudes in a stablished operating range. In addition, in the distributed case, node voltage magnitudes related to transmission lines linking Volt/VAR control zones are the unique information shared by said controllers, which simplify the optimization problems that the strategy must solve. Performances of the proposed control Volt/VAR approaches were compared with those of other hierarchical structures acting on the NewEngland IEEE 39-nodes power system. The obtained results from that comparison show the capability of the proposed hierarchical Volt/VAR control schemes to keep to all the system node voltage levels very close to a defined operating margin through a convenient management of network reactive power levels.
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