Artículos de investigación

Controlador LQG óptimo para ajustar el timón que suministra agua a la turbina de pequeñas y medianas centrales hidroeléctricas

Vol. 17 Núm. 3 (2021)
Publicado: 2021-09-06
Giang Le Ngoc
Trung Dang Tien
Tinh Tran Xuan
Linh Nguyen Thi Dieu

Introducción: Este trabajo es el resultado de la investigación "Controlador LQG óptimo para abrir timón suministrando agua a turbinas de pequeñas y medianas centrales hidroeléctricas" desarrollada en la Universidad de Energía Eléctrica de Vietnam en 2019.

Problema: Para mantener la frecuencia de la tensión emitida por el generador en el valor nominal de 50 Hz, los autores presentan una solución para aplicar la teoría de control óptimo para crear un comando para controlar el ángulo del timón para ajustar el flujo de agua en la turbina.

Objetivo: Presentar el algoritmo de formación de valores de orden utilizado para estabilizar la frecuencia de la tensión de transmisión en un valor estándar de 50 Hz.

Metodología: En este trabajo se sintetizan las leyes para controlar el timón que suministra agua a la turbina de pequeñas y medianas centrales hidroeléctricas mediante la teoría del control óptimo. Para establecer reglas de control óptimas, el artículo propone utilizar el filtro de Kalman para estimar el estado del objeto. De este modo, la frecuencia del voltaje generado se estabilizará. La eficacia del rendimiento constante y dinámico de la estrategia de control se verificó utilizando el software Matlab/Simulink.

Resultados: El sistema propuesto puede compensar las fluctuaciones de potencia y es eficaz en términos de regulación de potencia.

Conclusión: El algoritmo presentado en el artículo es la base para la configuración del software a la hora de diseñar y fabricar la combinación turbina-generador. Aplicando este algoritmo, el proceso de ajuste de la potencia transmitida de acuerdo con la carga requerida se realizará con calidad.

Originalidad: La contribución de este trabajo radica en el empleo de un control óptimo efectivo de LQG para diferentes condiciones de operación.

Limitaciones: Los autores requieren más tiempo para desarrollar y probar este algoritmo antes de su implementación.

Palabras clave: Array, Array, Array, Array

Cómo citar

[1]
G. Le Ngoc, T. Dang Tien, T. Tran Xuan, y L. N. Thi Dieu, «Controlador LQG óptimo para ajustar el timón que suministra agua a la turbina de pequeñas y medianas centrales hidroeléctricas», ing. Solidar, vol. 17, n.º 3, pp. 1–21, sep. 2021, doi: 10.16925/2357-6014.2021.03.07.

Dang Tien Trung, Pham Tuan Thanh, “Control model for electric generators of medium and small hydroelectric factories,”Journal of military science and technology, no. 50, pp.55–64, 2017.

D. Tiomo, R. Wamkeue, “Dynamic Modeling and Analysis of a Micro-Hydro Power Plant for Microgrid Applications,” Electrical and Computer Engineering (CCECE) 2019 IEEE Canadian Conference, pp. 1-6, 2019.

Dianwei Qian, Jianqiang Yi, Xiangjie Liu, Xin Li, “GA-based fuzzy sliding mode governor for hydro-turbine,” Intelligent Control and Information Processing (ICICIP) 2010 International Conference, pp. 382-387, 2010.

L.N. Giang, L. Kaipei, “Simple backstepping control design for the rotor - Side converter of a DFIG wind turbine generator,” International Journal of Applied Mathematics and Statistics, vol. 51, no. 21, pp. 396-405, 2013.

D. Q. Dang, S. Wu, Y. Wang, W. Cai, “Model predictive control for maximum power capture of variable speed wind turbines,” Proceedings of the International Power Electronics Conference (IPEC ‘10), pp. 274–279, October, 2010.

N.T.H. Yen, C. Hongkun, L.N. Giang, “Study on VSC-HVDC grid topology of offshore wind farms,”Cluster Computing, 22, pp. 14803-14810, 2019.

S. Nourdine, H. Camblong, I. Vechiu, G. Tapia, “Comparison of wind turbine LQG controllers using individual pitch control to alleviate fatigue loads,” 2010 18th Mediterranean Conference on Control & Automation (MED), IEEE, 2010, pp. 1591–1596. doi:10.1109/MED.2010.5547822..

Chalang Hamarasheed, Sallehuddin Mohamed Haris, Zulkifli Mohd Nopiah, “Weighted mul-tiple model adaptive LQG and PI control for a hydro turbine plant,” Advanced Mechatronic Systems 2012 International Conference, pp. 656-661, 2012.

V.T. Hung, S.H. Chun, L.N. Giang, “The Control Method in Synchronous Frame for DVR to Mitigate the Balanced and Unbalanced Voltage Sag /Swells Phenomenon in Power Network,” Advances in Intelligent Systems and Computing, 1129 AISC, pp.1-14, 2020.

T.T. Ngoat, X.M. Zha, L.N. Giang, “Selecting optimal reactive compensation device for power system,” Applied Mechanics and Materials, 556-562, pp. 1560-1563, 2014.

Tran Huu Phuong, Mikhail P. Belov, Nguyen van Lanh, “State Estimation of Nonlinear Electromechanical System using Extended Kalman Filter”, IEEE Xplore, 2020.

K. Szabat, T. Orlowska-Kowalska, K. Dyrcz, “Extended Kalman filters in the control structure of two-mass drive system,” Bull. Pol. Acad. Sci. Tech. Sci., vol. 54, no. 3, pp. 315-325, 2006.

S. Breban, M. M. Radulescu, B. Robyns, “Direct Active and Reactive Power Control of Variable-Speed Doubly-Fed Induction Generator on Micro-Hydro Energy Conversion System,” pp. 1-6, IEEE, 2010.

C.P. Ion, C. Marinescu, “Control of parallel operating micro hydro power plants,” Optimization of Electrical and Electronic Equipment, pp.1204-1209, 2010.

Issam Salhi, SaId Doubabi, Najib Essounbouli, Abdelaziz Hamzaoui, “Application of mul-ti-model control with fuzzy switching to a micro hydro-electrical power plant,” Renewable Energy, Elsevier, Vol. 35, pp. 2071-2079, 2010.

MÉTRICAS
VISTAS DEL ARTÍCULO: 579
VISTAS DEL PDF: 346