Aprovechamiento de sistemas de almacenamiento energético mediante baterías para la mitigación de desequilibrios en microrredes eléctricas
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Date
2021
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Abstract
The massive presence of single-phase loads in electrical distribution systems and their asymmetric nature in real-time operation is the leading cause of voltage and current unbalances in microgrids and weak isolated power systems. Depending on the severity of the unbalance, this condition might compromise the expected performance of system components, reducing efficiency, and negatively impacting its lifetime plus the degradation of the power supply quality. This article proposes a control strategy designedto enable the electronic converters associated with battery energy storage systems (BESS) to mitigate the unbalance introduced by the asymmetrical three-phase load at specific points of the system. The proposal is based on the instantaneous symmetrical components’ theory, and it is designed for implementation in conventional control schemes incorporated in BESS electronics. The effectiveness of the proposal is evaluated on a testbench implemented in MATLAB/Simulink. The simulation results confirm the control strategy’s efficiency and validate the research hypotheses.
Resumen
La proliferación de cargas monofásicas en los sistemas de distribución eléctrica y su naturaleza asimétrica en su operación en tiempo real es la principal causa de desequilibrios de tensión y de corriente en microrredes eléctricas y en sistemas eléctricos débiles y aislados. Según la severidad del desequilibrio, esta condición podría comprometer el normal funcionamiento de los distintos componentes del sistema, reducir su eficiencia, perjudicar su vida útil y, por último, degradar la calidad del suministro eléctrico. En este artículo se propone una estrategia de control concebida para facultar a los convertidores electrónicos de potencia asociados a los sistemas de almacenamiento energético en baterías (BESS) la realización de labores de mitigación del desequilibrio introducido por la carga trifásica asimétrica en determinados puntos del sistema. La propuesta se basa en la teoría de las componentes simétricas instantáneas, que está diseñada para su implementación en los esquemas de control convencionales incorporados en la electrónica del BESS. La efectividad de la propuesta es evaluada a partir de un sistema eléctrico de pruebas implementado en MATLAB/Simulink®. Los resultados obtenidos confirman el correcto desempeño de la estrategia de control y permiten verificar el cumplimiento de las hipótesis de investigación.
Keywords
Microrred