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Control de voltaje coordinado en un parque eólico offshore y un convertidor DC

RiuNet: Institutional repository of the Polithecnic University of Valencia

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Control de voltaje coordinado en un parque eólico offshore y un convertidor DC

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dc.contributor.advisor Sanchis Sabater, Antonio es_ES
dc.contributor.advisor Huang, Shaojun es_ES
dc.contributor.author Calpe Domens, Rafael es_ES
dc.date.accessioned 2020-05-14T14:52:36Z
dc.date.available 2020-05-14T14:52:36Z
dc.date.created 2018-09-29
dc.date.issued 2020-05-14 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/143279
dc.description.abstract [ES] En este trabajo de fin de máster (TFM) un controlador de modelo predictivo (MPC) es implementado para el control de voltaje en un parque eólico. En primer lugar, se trata de mejorar el nivel del voltaje en el nodo POC mientras se consiga también una mejorar en el resto de nodos del parque. Este controlador MPC se basa en un problema de optimización que incluye las dinámicas de la red eléctrica a lo largo de un periodo de tiempo. Así pues, tomando las mejores acciones de control para minimizar la desviación del voltaje a lo largo del una serie de estados estimados de la red. De acuerdo al actual estado del arte de controladores de voltaje, este proyecto se puede catalogar con los siguientes términos. Se trata de un controlador centralizado a nivel de parque basado en la optimización del estado del sistema. Mientras su objetivo principal es la reducción del error del voltaje, dicho controlador es dependiente del tiempo ya que incluye en sus decisiones información de estados futuros. Además, maneja y coordina una serie de tecnologías como las turbinas eólicas, transformadores y convertidores. Todos ellos integrados en diferentes estrategias y examinados bajo el mismo criterio. Por lo tanto, este proyecto pretende servir como referencia para futuros desarrollos y estudios en proyectos de energía eólica offshore. A lo largo del proyecto se cubren los siguientes conceptos. Primero, una eficaz técnica para calcular analíticamente coeficientes de la sensibilidad del voltaje. Más tarde, estos coeficientes se encargan de cuantificar los errores del voltaje relacionados con los estados del sistem predecidos. En segundo lugar, un problema de optimización es explicado para cada una de las estrategias cubriendo cada uno de los dispositivos controlados. Dicha minimización integra las variables de decisión asociadas con cada tecnología, medición de la red, referencias del sistema y dinámicas del sistema. En tercer lugar, este controlador MPC es modelado en PowerFactory proporcionando la entrada para los dispositivos controlados en la red eléctrica. Posteriormente, cada tecnología y estrategia es evaluada mediante simulaciones dinámicas. Por último, una estrategia adicional es definida para aumentar la coordinación con dispositivos de una red externa al parque eólico. De esta forma, tratando de aportar mejoras a otra red mientras se conserva el funcionamiento optimo dentro del parque. es_ES
dc.description.abstract [EN] In this master thesis a Model Predictive Control is implemented for wind farm voltage control purposes. Aiming at upgrading the voltage level at the POC bus while improving also the rest of bus voltages. This MPC is based on a optimisation problem including system dynamics along a time-horizon. Hence, taking the best control action for minimising voltage deviations along a series of predicted states of the network. According to the voltage control state-of-the-art, this project can be sorted by the following topics. It is a centralised park level controller based on system state optimisation. Focusing on the voltage target is a time-horizon dependent control since some of its input information comes from estimated future information. Furthermore, it handles a series of technologies such as WTG-converters, OLTC transformers and HVDC-VSC. These are integrated and coordinated in several strategies under the same scenario. Thus, working as a benchmark for further development of offshore wind power projects. Along this work the following concepts are covered. First, an efficient voltage sensitivity technique is addressed analytically. Later on, this sensitivity is in charge of quantifying voltage errors related to the predicted system states. Second, the optimisation problem is explained for each strategy covering each of the controlled devices. This minimisation integrates the decision variables associated with each technology, system measurements, system set-points, system dynamics (state space model) and so, the predicted voltage deviation related to those future dynamics. Moreover, operational constraints of each device and voltage boundaries are defined. All these concepts are integrated into an MPC Matlab algorithm. Third, this MPC controller is modelled in DIgSilent PowerFactory providing the input for the controlled network devices. Then, carrying out a dynamic simulation for testing the performance of each strategy and technology. Finally, an extra strategy is set for further coordination with external network devices. Then, trying to bring some benefits to another grid while keeping optimal performance within the wind farm. es_ES
dc.language Inglés es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València es_ES
dc.rights Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada (by-nc-nd) es_ES
dc.subject Control es_ES
dc.subject Controlador es_ES
dc.subject Voltaje es_ES
dc.subject Coordina es_ES
dc.subject Parque es_ES
dc.subject Eólico es_ES
dc.subject Offshore es_ES
dc.subject Convertidor es_ES
dc.subject DC es_ES
dc.subject Energía es_ES
dc.subject Eólica es_ES
dc.subject Red es_ES
dc.subject Eléctrica es_ES
dc.subject Coordinated es_ES
dc.subject Voltage es_ES
dc.subject Wind es_ES
dc.subject Power es_ES
dc.subject Multi-Terminal es_ES
dc.subject Grid es_ES
dc.subject.classification FISICA APLICADA es_ES
dc.subject.other Máster Universitario en Ingeniería Industrial-Màster Universitari en Enginyeria Industrial es_ES
dc.title Control de voltaje coordinado en un parque eólico offshore y un convertidor DC es_ES
dc.type Tesis de máster es_ES
dc.rights.accessRights Abierto es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Física Aplicada - Departament de Física Aplicada es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales - Escola Tècnica Superior d'Enginyers Industrials es_ES
dc.description.bibliographicCitation Calpe Domens, R. (2018). Control de voltaje coordinado en un parque eólico offshore y un convertidor DC. http://hdl.handle.net/10251/143279 es_ES
dc.description.accrualMethod TFGM es_ES
dc.relation.pasarela TFGM\97670 es_ES


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