¿Cómo se crean sistemas de control de retroalimentación para redes eléctricas?

1 Retroalimentación

Un bucle de retroalimentación es un circuito cerrado que conecta la salida de un sistema a la entrada de un controlador. El controlador compara la salida con un punto de ajuste deseado y genera una señal de error que impulsa un actuador para cambiar la entrada del sistema. Por ejemplo, un bucle de retroalimentación puede regular la frecuencia de una red eléctrica ajustando la velocidad de un generador en función de la diferencia entre la frecuencia real y nominal.

2 Objetivos de control

Al diseñar un sistema de control de retroalimentación, es esencial definir los objetivos de control y los criterios de rendimiento en función de las características y requisitos de la red eléctrica y los componentes del sistema. El control de frecuencia se utiliza para mantener la frecuencia de la red alrededor de su valor nominal, mientras que el control de voltaje ayuda a mantener un nivel de voltaje constante u óptimo. El control del flujo de energía es necesario para equilibrar la generación y el consumo de energía, mientras que el control de estabilidad evita o mitiga las perturbaciones y oscilaciones. Todos estos objetivos contribuyen a garantizar una red eléctrica fiable.

3 Métodos de control

Al diseñar un sistema de control de retroalimentación, se debe tener en cuenta la complejidad y la dinámica del sistema, el tipo y la disponibilidad de los datos, y el rendimiento y la robustez deseados. El control proporcional-integral-derivado (PID) es un método simple pero ampliamente utilizado que ajusta la salida en función del error, el error acumulado y la tasa de cambio de error. El control basado en modelos es otro método que utiliza un modelo matemático para predecir y optimizar la salida en función de los estados y entradas actuales y futuros. Ejemplos de esto incluyen el control predictivo del modelo (MPC) y el control de retroalimentación de estado. El control adaptativo es un método que adapta los parámetros o la estructura del controlador para hacer frente a incertidumbres, perturbaciones o cambios en el sistema. Los ejemplos incluyen el control de autoajuste y el control de programación de ganancias. Por último, el control distribuido es un método que utiliza múltiples controladores para comunicarse y coordinarse entre sí para lograr un objetivo global. Algunos ejemplos son el control jerárquico y el control multiagente.

4 Diseño de control

El diseño de un sistema de control de retroalimentación implica varios pasos, como identificar y modelar el sistema para comprender su comportamiento y dinámica, seleccionar y ajustar el controlador para elegir el método y la técnica de control apropiados, e implementar y probar el controlador en el sistema real o simulado. Este proceso permite el ajuste de los parámetros o la estructura del controlador para lograr el rendimiento y la robustez deseados, así como la evaluación y verificación de su funcionalidad y efectividad.

5 Desafíos de control

Diseñar y operar sistemas de control de retroalimentación para redes eléctricas puede ser un desafío debido a comportamientos no lineales e inciertos, interconexiones complejas, problemas de escalabilidad y flexibilidad, y problemas de seguridad y confiabilidad. Sin embargo, estos sistemas son herramientas poderosas para mejorar el rendimiento y la estabilidad de las redes eléctricas. Al comprender los conceptos básicos y seguir los pasos necesarios, puede crear sus propios sistemas de control de retroalimentación para las redes eléctricas y abordar los obstáculos que plantean.

6 Esto es lo que más debe considerar

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