Article d’Àngel Borrell a l’IEEE Transactions on Power Electronics

El Dr. Àngel Borrell acaba de publicar un article titulat “Remote Multi-Nodal Voltage Unbalance Compensation in Islanded AC Microgrids” a la revista IEEE Transactions on Power Electronics, un treball realitzat en col·laboració amb la UPC de Vilanova i la Geltrú.

Les microxarxes (MG, en anglès) estan exposades a la deterioració de la qualitat del voltatge a causa de la presència de desequilibri de voltatge. Per fer front a aquest problema, les solucions existents basades en unitats de Generació Distribuïda (DG) interficades per electrònica de potència ofereixen dos tipus d’estratègies per a la compensació del desequilibri de voltatge, segons si la compensació es realitza en un node remot o en diversos nodes locals. El primer tipus es limita a un sol node, i el segon tipus es limita a aplicar-se a la sortida de les unitats de DG (localment).

En aquest treball, els autors presenten un esquema de control multi-nodal on les DG poden compensar el desequilibri de voltatge en diversos nodes remots del MG, superant així les limitacions de les estratègies de l’estat de l’art. En particular, el voltatge de seqüència negativa s’elimina en tants nodes remots com unitats de DG disponibles. Es presenta una aproximació sistemàtica per a la natura d’entrada múltiple/sortida múltiple (MIMO) del problema que cobreix tres aspectes. En primer lloc, es estableix una estratègia de control MIMO quadrada i es deriva una prova de viabilitat per avaluar si el problema es pot resoldre. En segon lloc, la interacció de creuament entre els múltiples controladors es minimitza seleccionant òptimament quines DG contribuiran a mitigar els desequilibris remots. En tercer lloc, s’analitzen la estabilitat i les dinàmiques transitòries. Els resultats experimentals de laboratori corroboren el rendiment del control.

Article publicat a IEEE Transactions on Power Electronics  

El Dr. Àngel Borrell acaba de publicar un article titulat “Remote Negative-Sequence Voltage Fair Compensation in Grid-Forming Inverter-Based Islanded AC Microgrids” a la revista IEEE Transactions on Power Electronics, en colaboració amb investigadors del Department d’Enginyeria Electrònica de la UPC a Vilanova i la Geltrú.

La presència de càrregues desequilibrades en sistemes d’energia genera desequilibris de voltatge que pertorben el funcionament d’equips sensibles com motors d’inducció, convertidors electrònics de potència i accionaments de velocitat ajustable. Per abordar aquest problema, en aquest article es presenta un nou esquema de control per realitzar una compensació justa de voltatge de seqüència negativa de forma remota en qualsevol node d’una microxarxa AC aïllada basada en inversors formadors de xarxa. La compensació justa redueix el desequilibri de voltatge del node remot ajustant el voltatge de sortida de seqüència negativa dels inversors d’acord amb un objectiu predefinit. Per exemple, l’objectiu podria ser igualar el voltatge de sortida de seqüència negativa dels inversors. Alternativament, l’objectiu podria ser reduir aquest voltatge en alguns inversors per pertorbar menys les càrregues locals a costa d’augmentar-lo en altres inversors.

Per tant, el controlador proposat aconsegueix dos objectius de control: la reducció del voltatge de seqüència negativa en un node remot i la compensació justa a través dels inversors que presten aquest servei. El controlador també presenta una operació “plug-and-play” i en paral·lel inherent. A diferència dels controladors de compensació de voltatge de seqüència negativa de darrera generació, el funcionament de l’esquema de control s’aconsegueix només transmetent la mesura del voltatge del node remot, reduint significativament les dades de control de comunicació. L’article presenta el disseny de control de senyal gran i l’anàlisi d’estabilitat, així com el rendiment en una microxarxa de laboratori amb resultats experimentals seleccionats.

Article publicat a la revista IET Power Electronics

El Dr. Àngel Borrell acaba de publicar un article titulat “Improving voltage imbalance in inverter-based islanded microgrids during line-to-line short circuits” a la revista IET Power Electronics, en col·laboració amb investigadors del Departament d’Enginyeria Electrònica de la UPC a Vilanova i la Geltrú.

Els curtcircuits línia-línia son les pertorbacions que provoquen les corrents i desequilibris de tensió més grans en les microxarxes basades en inversors. En aquest article es presenta un esquema de control per els inversors que formen part de microxarxes aïllades, el qual limita el corrent a un valor segur durant aquests tipus de corts-circuits, mentre proporciona un desequilibri de tensió inferior en comparació amb les tècniques de limitació de corrent més avançades. Aquest esquema de control es basa en reduir tant l’amplitud de la tensió de referència amb l’amplitud màxima de la corrent de referència com la tensió de referència instantània només amb el component inductiu de la impedància virtual. La combinació d’aquestes dues accions de control proporciona un desequilibri de tensió baix, tal com revelen els estudis teòrics i experimentals. L’article inclou tant anàlisi teòrica com resultats experimentals per validar l’aproximació i demostrar la seva eficàcia. L’enfocament proposat ofereix millores significatives respecte a les tècniques existents i es pot aplicar a microxarxes que serveixen càrregues tant lineals com no lineals.

Referència: “Improving voltage imbalance in inverter-based islanded microgrids during line-to-line short circuits”, M. Castilla, J. Miret, L. García de Vicuña, A. Borrell, C. Alfaro, IET Power Electron. 2023;1–13.