Modelado de una Microgrid residencial. Estudio de factibilidad y diseño de estrategias de control automático.

Abstract

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN: Los objetivos de la investigación son los siguientes: 1. Modelado de una microrred residencial. Se comenzará con un estudio de factibilidad de la microrred, para su dimensionamiento. Desde ahí, se pasará al modelado matemático de la misma, utilizando ecuaciones fundamentales, y técnicas de identificación basadas en datos de planta. La naturaleza predictiva del controlador nos permite considerar cualquier información de la planta sobre la evolución futura de la misma. Esto hace que el controlador pueda operar la planta de manera más eficiente y segura. Con este fin, los datos históricos de la planta pueden ser explotados para obtener estimaciones de su comportamiento futuro. 2. Simular el comportamiento dinámico de la microrred. Se realizarán simulaciones en ambiente Matlab/Simulink. Para ello, habrá que programar el modelo obtenido en el punto anterior en el lenguaje apropiado, y se diseñaran test de ensayo específico para estudiar el comportamiento dinámico del sistema. 3. Estudiar técnicas de control avanzado, como ser Control Predictivo basado en modelos. Se comenzará, como es de rigor en estos casos, por una exhaustiva revisión bibliográfica, tanto en lo referente al control predictivo económico, como en las formulaciones existentes en la literatura de controladores predictivos para el control de microgrids y smartgrids. Se estudiarán también formulaciones distribuidas y estocásticas de MPC que, por la naturaleza propia del sistema en estudio, resultan de particular interés. 4. Diseño de algoritmos de MPC económico y su implementación distribuida para el control económicamente óptimo de los componentes de una microrred. El cálculo de la ley de control requiere la solución de un problema de optimización en línea. La naturaleza compleja de las redes inteligentes y su escala de tiempo hacen que la implementación de MPC sea una tarea desafiante. Se estudiarán algoritmos de optimización especializados adaptados a este problema para implementarse en sistemas integrados distribuidos. Se estudiará el concepto de control predictivo periódico, dada la naturaleza periódica del sistema. Se utilizará la teoría de juego para el estudio del control distribuido de los componentes de la mircrored, con el fin de evaluar el tipo de diseño más adecuado. (cooperativo, no cooperativo, coalicional). 5. Capacitar y formar recursos humanos en el manejo de software adecuados para el modelado, simulación de la microrred y en el manejo y aplicación de estrategias de control avanzado. En el marco de este proyecto se realizará un Proyecto Final de Carrera, (de la Carrera de Ing. Electromecánica de UTN FR Reconquista). Además, la investigación realizada será parte del proyecto de tesis de doctorado del Ing. Martin Alarcón, becario de doctorado UTN.