Simulación de una bancada que permite ensayar distintos tipos de sistemas de almacenamiento eléctrico

Recio Sánchez, Iván (2016). Simulación de una bancada que permite ensayar distintos tipos de sistemas de almacenamiento eléctrico. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Simulación de una bancada que permite ensayar distintos tipos de sistemas de almacenamiento eléctrico
Autor/es:
  • Recio Sánchez, Iván
Director/es:
  • Rodríguez Arribas, Jaime
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: 2016
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

El objetivo de este proyecto es la simulación y ensayo de una bancada existente en el laboratorio de máquinas eléctricas de la ETSII UPM, que permite la carga y descarga de distintos sistemas de almacenamiento de energía eléctrica con conexión a red. Se prevee que dicha bancada sea utilizada en los próximos años tanto en el ámbito de investigación como en el docentes. Tanto el diseño de los modelos como de las simulaciones de los distintos escenarios han sido realizados en Matlab Simulink usando la librería SimPowerSystems. Para los ensayos experimentales se ha utilizado la herramienta Control Desk de DSpace. El proyecto se centra en el control de los dos convertidores electrónicos que forman parte de la bancada de ensayos, uno es un inversor AC/DC y el otro un convertidor DC/DC. Una de las innovaciones de esta bancada es que el convertidor DC/DC es la topología “interleave“del convertidor DC/DC, lo cual permite que los dos convertidores sean iguales. A pesar de ser iguales, tanto su utilización como las estrategias de control empleadas en cada convertidor son distintas: Pulse Width Modulation (PWM) para el convertidor DC/DC y Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) para el convertidor AC/DC. Estas dos estrategias tienen en común que usan una banda de histéresis para el control, pero difieren en las variables usadas ya que la primera usa valores directamente medidos y la segunda usa vectores espaciales creados a partir de las medidas. Se han propuesto dos modelos de control: el primer control está enfocado al control de la corriente de baterías con el objetivo de ver el comportamiento de éstas ante distintos perfiles de carga y descarga. Por otro lado, también se controla la potencia reactiva inyectada a la red cuando se hacen estos ensayos, variando su valor dependiendo de los requerimientos de la red. El segundo control está enfocado a actuar en la red a la que está conectado el equipo, con distintos requisitos de potencia de la red, pasando a segundo plano, en este caso, el grado de carga o descarga de las baterías. Para ello las variables que se controlan son las potencias activa y reactiva inyectadas a la red. Ambos controles han sido implementados y probados en numerosas simulaciones. Para validar cada uno de los modelos de simulación, se han realizado ensayos experimentales que han sido comparados con sus respectivas simulaciones. El primer tipo de ensayo es un perfil de descarga de la batería para el caso del primer control, y un perfil de inyección de potencia a la red en el caso del segundo control. Estos ensayos son bastante similares ya que al descargar la batería se inyecta potencia a la red. En lo que respecta a la potencia reactiva se ha mantenido con consigna nula para ambos ensayos. El segundo tipo de ensayos realizado también es similar para los dos controles, consistiendo en un perfil de descarga y carga de las baterías para el primer control y un perfil de inyección y absorción de potencia de la red para el segundo control. En este caso, para el primer control la consigna de potencia reactiva se ha mantenido nula, pero para el segundo control se ha realizado un perfil programado de inyección de reactiva. Tras la realización de los ensayos, se ha comprobado que los modelos de simulación representan de forma veraz y con alto grado de exactitud a los sistemas reales.

Más información

ID de Registro: 43728
Identificador DC: http://oa.upm.es/43728/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:43728
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 21 Oct 2016 07:07
Ultima Modificación: 21 Oct 2016 07:07
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