Regulación de la tensión y la frecuencia en el sistema de energía desregulado con penetración del viento utilizando...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería eléctrica
• Sistemas de energía
• Teoría de control

Sus antecedentes:

• La desregulación y la integración de fuentes de energía renovables como la energía eólica introducen complejidades en la estabilidad del sistema eléctrico.
• Las estrategias de control existentes se enfrentan a desafíos para mantener una regulación óptima de la tensión y la frecuencia en escenarios y perturbaciones dinámicas del mercado.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar una estrategia coordinada de control de tensión y frecuencia para un sistema eléctrico de doble área con una integración significativa del viento.
• Mejorar el rendimiento y la robustez del sistema eléctrico en diversas condiciones de mercado, incluidas las violaciones de contratos.

Principales métodos:

• Se desarrolló un controlador predictivo modelo optimizado con Harris Hawks Optimization (MPC-HHO) para el control coordinado de voltaje y frecuencia.
• El controlador MPC-HHO propuesto fue comparado con PID, PIλDF de orden fraccionario y otras variantes de MPC (PSO, WOA).
• Se investigó la integración del controlador de flujo de potencia interlineal (IPFC) y los vehículos eléctricos (EV) para mejorar la regulación de la frecuencia.

Principales resultados:

• El controlador MPC-HHO logró la cifra más baja de Demerit (FOD = 385,75), demostrando un rendimiento superior.
• Se observaron mejoras significativas en el tiempo de liquidación y hasta un 54,07% en comparación con MPC-PSO.
• La integración de IPFC y EV mejoró notablemente la regulación de la frecuencia y la respuesta de voltaje marginalmente mejorada.

Conclusiones:

• La estrategia MPC-HHO propuesta ofrece una solución robusta y eficaz para el control de la tensión y la frecuencia en sistemas complejos, desregulados y integrados en la energía eólica.
• La resiliencia del controlador se confirmó a través de análisis de valores propios, estudios de sensibilidad y validación bajo varias perturbaciones, destacando su aplicabilidad en redes inteligentes.