A Generalized Model and Control for Supermagnetic and Supercapacitor Energy Storage

Abstract

espanolEn este articulo se presenta un control de retroalimentacion a un modelo lineal generalizado basados en LMI con seguimiento de accion integral para sistemas de almacenamiento de energia electrica (SESS) tales como: a almacenamiento de energia magnetica por superconduccion (SMES) y almacenamiento de energia electrica por supercondensador (SCES). Un compacto de modelo lineal general en la representacion del espacio de estado para representar el comportamiento dinamico entre el SESS y el sistema de distribucion es presentado. Para integrar los sistemas SCES y SMES al sistema de distribucion se utilizan un convertidor de fuente de tension (VSC) y un convertidor de fuente de corriente modulada por ancho de pulso (PWM-CSC), respectivamente. La estrategia de control propuesta permite el control bidireccional de la potencia activa y reactiva entre el EESS y la red ac de manera independiente. Los resultados de las simulaciones demuestran el desempeno robusto y eciente del control propuesto para operar EESS como compensadores de potencia activa y reactiva, con el n de mejorar las condiciones operativas en el sistema de distribucion. Ademas, todos los casos propuestos se compararon con el controlador PI convencional para vericar su validez. EnglishThis paper presents a generalized linear model based on LMI state-feedback with integral action, applicable to the control of Electric Energy Storage Systems (EESS) such as Superconducting Magnetic Energy Storage(SMES) and Supercapacitor Energy Storage (SCES). A Voltage Source Converter (VSC) and a Pulse-Width modulated Current Source Converter (PWM-CSC) are respectively used to integrate the SCES and the SMESsystems to the electrical distribution system. To represent the dynamics between the EESS and the power distribution system a reduced general linear model in the state-space representation is introduced. The proposed control scheme regulates independently the active and reactive power ow between the EESS and ac the grid. Three case scenarios comparing a conventional PI controller and the proposed technique are conducted considering grid voltage uctuations. Extensive time-domain simulations demonstrate the robustness and proper performance of the proposed controller to operate the EESS as power compensator, in order to improve the operative conditions of electrical distribution systems.