Optimización del modelo de simulación del Laboratorio LabDER para su uso en algoritmos evolutivos

Abstract

[ES] El estudio y trabajo parte de un trabajo previo sobre el control predictivo en microrredes conectadas a la red eléctrica usando como sistema de generación fuentes energía renovable. El trabajo anterior empleaba LabView como soporte del algoritmo y en el actual se busca realizar la migración a Matlab. Asimismo, el anterior trabajo se realizaba sobre una microrred conectada a la red eléctrica y en el actual trabajo se trata de un sistema de microrred aislado. El sistema de control hace uso de algoritmos evolutivos, los cuales conforman un modelo de control predictivo, integrado en un conjunto de sistemas embebidos ubicados en Laboratorio de Recursos Energéticos Distribuidos. El trabajo a realizar por el estudiante será la optimización y mejora de los procesos y código de control del sistema, el cual se divide en partes como la determinación de la demanda, cálculo de generación de cada fuente renovable, balance de energía de la microrred entre otros. Se realizará una modificación y mejora del algoritmo para calcular la producción de energía solar fotovoltaica, más cercano a la realidad, estudiando factores de pérdidas y corrección de la producción atendiendo a el envejecimiento del sistema. También se realizará un estudio mecánico de la aerodinámica del aerogenerador y simulaciones de fallos de las diferentes piezas que lo conforman para determinar como afecta el envejecimiento de los sistemas a la producción de energía eléctrica y así incorporar este comportamiento al modelo matemático. Además, se realizarán ajustes y adiciones al control para tener en cuenta la vida útil de los equipos, así como de los mantenimientos preventivos. Para realizar este trabajo de optimización y mejora de los sistemas existentes, será necesario conocimientos sobre ingeniería eléctrica, electrónica, mecánica, informática y sobre control de procesos para gestionarlo.

[EN] The study and work presented are part of ongoing research on the use of microgrids, for which it is intended to migrate to an isolated system, since the existing work is based on the premise that the network to be controlled is connected to the power grid, where it can buy and sell electricity. In contrast, this work aims to design a microgrid that generates a net balance between energy produced and demanded. The system for control uses genetic algorithms to form a predictive control model capable of controlling a series of energy production elements located at the Polytechnic University of Valencia. The student's task will be to optimize the control code of the system, which is divided into several parts. They will also modify and improve the algorithm for solar production to make it closer to reality. Additionally, they will add controls to make it more realistic, such as elements related to equipment life expectancy. Finally, with the aim of providing significant help in the ongoing study, it is intended to study the mechanical operation of the wind turbine through a stress simulation, taking maintenance into account.

[CA] L'estudi i treball que es presenta, parteix de la investigació en curs sobre el treball i ús de microrredes, per al qual es pretén realitzar la migració a un sistema aïllat, ja que el treball ja existent parteix de la premisa en la qual la xarxa a controlar està connectada a la xarxa elèctrica, on pot comprar i vendre energia elèctrica. En canvi, en aquest treball es pretén realitzar un disseny de microrred la qual generi un balanç nul entre l'energia produïda i la demandada. El sistema per controlar fa ús d'algoritmes genètics mitjançant els quals conformen un model de control predictiu capaç de controlar. Aquest controla una sèrie d'elements de producció d'energia ubicats en la Universitat Politècnica de València. El treball que realitzarà l'estudiant serà l'optimització del codi de control del sistema, el qual es divideix en diverses parts, també realitzarà una modificació i millora de l'algorisme per a la producció solar, més propera a la realitat. També, es realitzaran addicions al control per fer-lo més real com elements relacionats amb la vida útil dels equips. Finalment, amb l'objectiu de proporcionar ajuda significativa en l'estudi en curs, es pretén estudiar el funcionament mecànic del aerogenerador mitjançant una simulació d'esforços, tenint en compte el manteniment.