SIMULACIÓN Y CONTROL DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN STAND-ALONE HÍBRIDO PV-DIÉSEL

Abstract

The project “Simulation and control of stand alone pv diesel generation system” pretend study through simulation the modeling and control of hybrid pv-diesel system, where the principal source is photovoltaic system, while diesel generator is only a support in case of need. The control proposed for this system favors the use of renewable energy over fossil generation, entending the access to electricity for communities and remote installations. At the same time an option to reduce the use of fuel in installation that only depend of diesel. The hybrid system of electric generation is divided in four msjor modules that interact.first is considered a pv module, enhancing the extraction of the maximun possible power by the method of incremental conductance. The second module correspond to the battery module in which describe dynamic model for lead acid battery. Furthermore, the use of a bidirectional converter is incorporated, controlling charging and discharging of the bsttery as needed. A third module correspond to the modeling of a diedel generator. This model is divided in two parts, the first refering the diesel generator as such, its modeled and controlled. And a second part associated with the model and control of a synchronous generator. The fourth module, corresponds to inverter that connect the DC side with the AC load. The inverter operates in two modes, the first mode with AC connection to a network, where it regulates the voltage in DC link and a second mode where there is not network connection and must regulates the AC output voltage. The study to develop the system focuses on the behavior separately from different modules and work together an some of them. The systen anslysis considers only ststic operation of the system, in the separate study of the differents forms of operstion , so it is not considered as part of this paper the study of transition between modes, then excluding activation process and coordination of joint operation of sources.El proyecto “Simulación y control de un Sistema de Generación Stand-Alone Híbrido PVDiésel” pretende estudiar mediante simulación el modelado, funcionamiento y control de un sistema híbrido tipo fotovoltaico - diésel, en donde como fuente principal se considera el sistema fotovoltaico, mientras que un generador diésel esté de apoyo en caso de necesidad. El control planteado para el sistema privilegia el uso de las energías renovables por sobre la generación de tipo fósil, permitiendo extender el acceso a electricidad para comunidades e instalaciones remotas que no cuentan con acceso a medios convencionales de distribución de energía eléctrica. Al mismo tiempo se plantea una opción de reducir el uso de combustible en las instalaciones que dependen de este elemento para la generación eléctrica. El sistema hibrido de generación eléctrica considerado se divide en cuatro grandes módulos. En primer lugar, se considera un módulo fotovoltaico, donde se potencia la extracción de la máxima potencia disponible a través del método de conductancia incremental. La segunda parte está asociada al almacenamiento de energía en baterías. En este módulo se describe un modelo dinámico para una batería de Plomo-Acido. Además, se incorpora el uso de un convertidor bidireccional con el cual es posible controlar los procesos de carga y descarga de la batería según sea necesario. La tercera parte, corresponde al modelado de un motor diésel subdividido en dos partes, una parte referida al generador diésel como máquina motriz, considerando su modelado y control. Mientras, una segunda parte describe el modelo y control de un generador sincrónico. La cuarta parte, corresponde al modelo y funcionamiento de un inversor trifásico que conecta el lado DC del sistema con la carga AC. El inversor, trabaja de dos modos, el primeo de estos modo contempla la conexión a una red AC, donde el inversor se encarga de regular la tensión del enlace DC, mientras que en un segundo modo de funcionamiento, el inversor se encuentra sin conexión a red debiendo regular esta vez la tensión de salida AC. El análisis del sistema considera únicamente el funcionamiento estático del sistema, es decir, el estudio por separado de las distintas formas de operación, por lo que no se considera como parte del presente documento el estudio de las transiciones entre modos, excluyendo entonces los procesos de activación y coordinación del funcionamiento conjunto de las fuentes