Diseño y Simulación de un Prototipo de Sistema de Gestión Energética para una Microrred Aislada Basado en un Esquema de Priorización de Cargas
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2015-12-16
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Descripción
El presente documento se enfoca en el diseño de un sistema de gestión energética para una microrred aislada, basado en un esquema de priorización de cargas.
En la primera etapa de este libro se muestra la filosofía de funcionamiento y las topologías usadas para las microrredes. En esta etapa también se presenta el desarrollo e implementación de distintos sistemas basados en fuentes de energías alternativas dentro de Colombia.
Como segunda etapa, se expone la topología de la red escogida, junto con los modelos desarrollados e implementados en simulación de cada uno de los dispositivos de dicha microrred.
Durante la tercera etapa, se muestran distintos esquemas de control utilizados en microrredes. Dichos esquemas de control pueden ser clasificados en dos grupos. Por un lado, se encuentran esquemas control locales, tales como los MPPT (algoritmo localizador del punto de máxima potencia, utilizado para optimizar el punto de trabajo de las fuentes), controladores de tensión y de corriente regulada (utilizado para controlar el bus de DC) y priorización de cargas (utilizado para saber que cargas alimentar). Por otro lado se encuentra el esquema global de gestión energética utilizado en toda microrred para administrar la energía generada de la mejor forma posible (en función de las condiciones que regulan la generación y lo que la microrred considere prioritario).
Adicionalmente se muestran los diseños de ingeniería para la medición y control del prototipo implementado. Junto con los planos del circuito impreso y la explicación de la aplicación desarrollada.
Resumen
This dissertation is focused on a design of a management energy system for an isolated micro-grid. The management system is based on a workload schedule.
In the first stage of this dissertation, it is shown the work philosophy and several approaches of micro-grids. Also in this stage, it is shown the development and implementation of several systems based on sources of alternative energy into Colombia.
While in the second stage, it is exhibited the topology for the micro-grid, which one is chose, with the models, which ones are developed and implemented with computer aided design (CAD), for each one devices from the micro-grid.
Throughout the third stage, there are shown several control frameworks for micro-grids. This control frameworks could be classified in two groups. On one hand there are local control frameworks, like as MPPT tracking (Maximum Power Point Tracking, it have the aim of optimize the work-point of the sources), control of regulated voltage or current (it have the aim of control the DC bus) and the workload schedule (it knows what load should be a priority). On the other hand, it is the global framework of the energy management which have the aim of managing the generated energy in the best way (it is dependable of the conditions in the generation and the priority of the micro-grid).
Additionally to the three stages, it is shown the engineering design for the instrumental and control at the prototype. Plus the plans of the circuit and the explanation of the app developed.
Palabras clave
Energía Eólica, Energía Fotovoltaica, Banco Baterías, Generación Distribuida (DG), Microrredes, Convertidor DC-DC, Convertidor DC-AC