Diseño e implementación de estrategias de control para la gestión de un sistema de almacenamiento de energía basado en baterías para micro-redes aisladas utilizando arquitecturas de control centralizadas y distribuidas.

Abstract

El presente proyecto se centra en proponer y validar estrategias de control y gestión para el funcionamiento de un sistema BESS (Battery Energy Storage System), como método de almacenamiento de energía en micro-redes aisladas para asegurar el funcionamiento confiable, seguro y económico de la micro-red, basado en fuentes de energía renovable. Para validar los algoritmos de control es necesario utilizar un modelo de batería que incluya la curva de carga y descarga, SOC (State of Charge), y de forma esencial admita la conmutación del acumulador entre modo descarga cuando se encuentra aportando energía a la micro-red y en modo carga para reestablecer su potencia nominal. Este documento contiene las principales características de la micro-red residencial diseñada. Posteriormente, se describen los algoritmos de control primario, control secundario y terciario a implementar. Finalmente se analizan las pruebas realizadas para cinco escenarios con diferentes valores de condición inicial de irradiancia, demanda y SOC con los que operará la micro-red. Se identifican 4 aportes en este trabajo. (1) El primero es desarrollar un simulador que incluya la operación real de una batería, la cual debería considerar conmutación entre carga y descarga, dentro del funcionamiento de una micro-red (2) Diseñar estrategias de control primario, de modo que las unidades de generación distribuida (GD) puedan operar adecuadamente frente a conexión y desconexión de pequeñas cargas, ya que en micro-redes, las perturbaciones de variaciones de demanda son significativas, a diferencia de los sistemas eléctricos tradicionales. (3) Proponer estrategias de control secundario para restablecer la frecuencia mediante algoritmos de control con arquitectura centralizada y distribuida. (4) En lo que respecta a la arquitectura distribuida, se considera dos formulaciones; una por promedios y otra basada en consensos lo que permite una operación plug and play del BESS.