Control tolerante a fallos multi-objetivo para sistemas Bess acoplados electrónicamente a micro-redes eléctricas en CA aisladas basado en IMC y H ∞

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Title: Control tolerante a fallos multi-objetivo para sistemas Bess acoplados electrónicamente a micro-redes eléctricas en CA aisladas basado en IMC y H ∞
Authors: Buestan Vera, Jean Carlos
Advisor: Ortiz Matos, Leony
Abstract: The research proposes a multi-objective fault tolerance strategy for battery storage systems (BESS) coupled to the Benchmark type MRH (Micro-Hybrid Network) based on algorithms by IMC and infinite H, considering that the control will operate for any load disturbance in the system. The proposed method will provide the basis for the development of fault tolerance methodologies in MRH, in addition, it will contribute to improve the reliability of the BESS and the isolated MRH against negative effects such as disturbances. Those effects such as: disturbances in the load, unmeasured disturbances in the load, censoring disturbances, disturbances in the uncensored output and noises in the measurement. In BESS systems, by using power electronics the energy in its DC form is adapted to suitable AC values in voltage and frequency. The test MRH is composed of: Photovoltaic (PV) panels, Energy Storage System (BESS), linear and nonlinear loads. By means of fault tolerance, its development is focused on a control based on IMC and infinite H algorithms to eliminate all kinds of parasitic signals. The overall behavior will have a correct response at the Voltage and Current level, in addition to improve and avoid the control action will include a mechanism known as Anti WinUp. The project to be implemented proposes a stochastic analysis that bases its actions to avoid conflicts of parasitic signals in the outputs of our system at Voltage and Current level. All design focuses on controllers, Models and Plants that will allow adjusting the control times to improve the reliability of the BESS and MRH. The multi-objective control design approach uses the Internal Model Control (IMC) method which is applied to infinite dimensional linear systems, where the dynamics are described by irrational transfer functions. The inputs are often constrained in practice, but it is adapted to provide multi-objective control. When the inputs are saturated, an anti-winup compensation control will be developed to solve the disturbances caused by noise. The design of optimal controllers for single input (SISO) outputs will have the same approach in the case of multiple inputs (MIMO). Finally, the results will be verified and tested by simulation in Matlab/Simulink.
Translated abstract: La investigación propone una estrategia de tolerancia a Fallas Multi-objetivo para sistemas de almacenamiento por baterías (por sus siglas en inglés BESS) acoplado a la MRH (Micro-Red-Híbrida) tipo Benchmark basada en algoritmos por IMC y H infinito, considerando que el control operará para cualquier perturbación de carga en el sistema. El método propuesto brindará las bases para el desarrollo de metodologías de tolerancia a fallas en MRH, además, contribuirá a mejorar la confiabilidad del BESS y la MRH aislada ante efectos negativos como perturbaciones. Aquellos efectos como: perturbaciones en la carga, perturbaciones no medidas en la carga, perturbaciones de censado, perturbaciones en la salida no censada y ruidos en la medición. En los sistemas BESS, mediante el uso de la electrónica de potencia se adapta la energía en su forma DC a valores AC adecuados en voltaje y frecuencia. La MRH de prueba está compuesta de: Paneles fotovoltaicos (PV), Sistema de almacenamiento de energía (BESS), cargas lineales y no lineales. Mediante la tolerancia a Fallos, su desarrollo se centra en un control basado en los algoritmos IMC y H infinito para eliminar todo tipo señales parásitas. El comportamiento en general tendrá una correcta respuesta a nivel de Voltaje y Corriente, además para mejorar y evitar la acción de control se incluirá un mecanismo conocido Anti WinUp. El proyecto a implementar propone un análisis estocástico que fundamenta sus acciones para evitar conflictos de señales parásitas en las salidas de nuestro sistema a nivel de Voltaje como Corriente. Todo diseño se centra en controladores, Modelos y Plantas que permitirán ajustar los tiempos de control para mejorar la confiablidad del BESS y MRH. El enfoque de diseño de control multi-objetivo utiliza el método de Control por Modelo Interno (IMC) que se aplica a sistemas lineales de dimensión infinita, donde la dinámica es descrita por funciones de transferencia irracionales. Las entradas a menudo están restringidas en la práctica, pero está adaptada para proporcionar un control multi-objetivo. Cuando se saturan las entradas se desarrollará un control de compensación antiwinup para solucionar las perturbaciones ocasionadas por el ruido. Finalmente, los resultados serán verificados y comprobados mediante simulación en Matlab/Simulink.
Keywords: ELECTRÓNICA Y AUTOMATIZACIÓN
FALLAS MULTI-OBJETIVO
H ∞
ANTI WINUP
Issue Date: 2021
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/21166
Language: spa
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