Archive for the ‘Micro-source’ Category
The CERTS Microgrid program has developed control methods to allow the installation of distributed generators (DGs) in commercial and industrial electric power systems in a “plug and play” manner. These control methods allow the generators to be electrically distributed, rather than be installed on the same electrical bus, and do not require intergenerator communications in order to maintain appropriate voltage and frequency at each generator. Note in figure that there is a communication link with the DGs that is labeled “Energy Manager”. This is a conventional energy manager that is used for power dispatch purposes, not for frequency or voltage control. This energy manager can use relatively slow communications links, such as telephone or internet, since it has no bearing on system stability.
Source:
John Stevens «CERTS Microgrid System Test». IEEExplore
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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In the office there are many electronic equipment, it for the general, to use DC voltage. There is certain paradigme about the data center made more for market that for technical reasons… ups, many companies it not like. Ok, the figure shown the special configuration (a example) of electrical supply to equipment office. Very good, it is a representative used of potential DC microgrids.
Source of Figure:
N. R. Rahmanov, N. M. Tabatabaei, K. Dursun, O. Z. Kerimov. «Combined AC-DC Microgrids: Case Study – Network Development and Simulation» International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering. September 2012, Issue 12, Volume 4, Number 3, Pages 157 – 161.
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This a typical scheme of a microgrid AC/DC. It maybe contain many technologies as micro-source, storage, loads and monitoring and control. Un Microgrid Bus linked the different components.
Source:
N. R. Rahmanov, N. M. Tabatabaei, K. Dursun, O. Z. Kerimov. «Combined AC-DC Microgrids: Case Study – Network Development and Simulation» International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering. September 2012, Issue 12, Volume 4, Number 3, Pages 157 – 161.
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The figure illustrates the concept of the power management method in the islanded mode. When a DC micro-grid must be separated from the ac grid and switch to the islanded mode, the grid-tied converter released control of the DC grid voltage and one of the converters in the micro-grid must take over that control. Since each converter of DGs is used for optimal control of each source, only the converters of the energy storage elements are free to regulate the DC grid voltage. During the islanded mode, the battery plays a main role in regulating the DC grid voltage and the super-capacitor plays a secondary role in responding to the sudden power requirement as an auxiliary converter.
Source:
Ji-Heon Lee, Hyun-Jun Kim, Byung-Moon Han, Yu-Seok Jeong, Hyo-Sik Yang and Han-Ju Cha “DC Micro-Grid Operational Analysis with a Detailed Simulation Model for Distributed Generation” Journal of Power Electronics, Vol. 11, No. 3, May 2011
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This simulation is about microgrid with solar and wind source, battery storage and utility network. It have cost differents and the simulation is para 96 time’s step. The distance between time’s step is configurable and it depend of characteristic of each source and all source in general. Made on Matlab of Math/Works Inc.
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During operation a microgrid, sometimes; renewable energy sources and the external power grid, dispatched electric energy simultaneously. Sometimes, many sources is neccesary for supply to electric load. Also, all it, considering both economic and technical criteria. The figure represent la connection and disconnetion of sources for each state of performance of a microgrid. Too, it is applicable to other similar electric systems.
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In a microgrid, each energy source is required according to the criterion of costs and production capacity. During the operation time, accumulative energy from each source is represented in the figure. Criteria of linear optimization has been used in this modelling and simulation. This allows determining the nominal capacity and the ability to respond to sudden requests. Made on Matlab of MathWorks Inc.
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The figure shows the minimum requirements for a VPP: a number of small participants (consumers or DERs); a communications network (the internet or dedicated lines); a communication platform with a common information model and a consensus on the communication architecture; a primary energy supply network; and a link to the energy market. The primary energy supply is the foundation of the VPP, the communication system forms the glue holding the VPP together, and the market link is the incentive which drives the system to service the needs of its owners and customers.A VPP may be dispersed over a large area, though in the case of islands and other microgrids it may equally well have tight geographical limits.
Source:
Riso Energy Report 8. “The intelligent energy system infraestructure for the future”. Riso National Laboratory. Technical University of Denmark. September 2009. ISBN 978-87-550-3754-0
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FACTS devices can enhance the power flow on existing power lines. For the transmission line shown in figure, the sending end voltage isVS∠δS, the receiving end voltage is VR∠δR and the equivalent impedance of parallel connected lines isX. The power transfer through the lines is given by:
the figure also shows how FACTS devices act on the power transfer equation. The TCSC can change the impedance of the line, the STATCOM can control the voltage magnitude at
the terminal to which it is connected by injecting or absorbing reactive power and the UPFC can alter the phase angle of the sending end voltage, thus power flow through a line can be controlled in a number of ways.
Source:
SMART GRID
TECHNOLOGY AND APPLICATIONS
Janaka Ekanayake
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The communication infrastructure of a power system typically consists of SCADA systems with dedicated communication channels to and from the System Control Centre and a Wide Area Network (WAN). Some long-established power utilities may have private telephone networks and other legacy communication systems. The SCADA systems connect all the major power system operational facilities, that is, the central generating stations, the transmission grid substations and the primary distribution substations to the System Control Centre. The WAN is used for corporate business and market operations. These form the core communication networks of the traditional power system. However, in the Smart Grid,it is expected that these two elements of communication infrastructure will merge into a Utility WAN.
An essential development of the Smart Grid (see figure ) is to extend communication throughout the distribution system and to establish two-way communications with customers through Neighbourhood Area Networks (NANs) covering the areas served by distribution substations. Customers’ premises will have Home Area Networks (HANs). The interface of the Home and Neighbourhood Area Networks will be through a smart meter or smart interfacing device.
Source:
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The figure shows the DMSC controller building blocks that assess operating conditions and find the control settings for devices connected to the network. The key functions of the DMSC are state estimation, bad data detection and the calculation of optimal control settings. The DMSC receives a limited number of real-time measurements at set intervals from the network nodes. The measurements are normally voltage, load injections and power flow measurements from the primary substation and other secondary substations. These measurements are used to calculate the network operating conditions. In addition to these real-time measurements, the DMSC uses load models to forecast load injections at each node on the network for a given period that coincides with the real-time measurements. The network topology and impedances are also supplied to the DMSC.
The state estimator uses this data to assess the network conditions in terms of node voltage magnitudes, line power flows and network injections. Bad measurements coming to the system will be filtered using bad data detection and identification methods.
Source:
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The Figure is a schematic of a simple distribution network with distributed generation (DG).There are many characteristics of this network that differ from a typical passive distribution network. First, the power flow is not unidirectional. The direction of power flows and the voltage magnitudes on the network depend on both the demand and the injected generation. Second, the distributed generators give rise to a wide range of fault currents and hence complex protection and coordination settings are required to protect the network. Third, the reactive power flow on the network can be independent of the active power flows. Fourth, many types of DGs are interfaced through power electronics and may inject harmonics into the network. The Figure also shows a control scheme suitable for achieving the functions of active control. In this scheme a Distribution Management System Controller (DMSC) assesses the network conditions and takes action to control the network voltages and flows. The DMSC obtains measurements from the network and sends signals to the devices under its control. Control actions may be a transformer tap operation, altering the DG output and injection/absorption
of reactive power.
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The present post describe the charge and discharge process of a battery bank of a microgrid. This microgrid have a aleatory voltage with inferior and superior limit. The current and electric power of charge and discharge is in picture. This simulation has writing and processing on Matlab/Simulink of MathaWorth Inc. Actually my interest is the control, optimization and management of microgrid DC. Greetings from Perú.
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La figura muestra el concepto de un sistema híbrido ac/dc donde varias fuentes y cargas ac y dc son conectadas a sus correspondientes redes ac y dc. Las redes ac y dc están conectadas a través de dos transformadores y conversores trifásicos ac/dc bidireccionales. Pueden observar la diversidad de micro fuentes que se está utilizando en la descripción de la microred, incluye los diferentes dispositivos de electrónica de potencia que sirven para adecuar la energía eléctrica desde fuentes y para cargas eléctricas. Hay vehículos eléctricos conectados a la microred. Los generadores eólicos tienen diferentes configuración de control (diferentes tipos de turbinas eólicas). Un grupo electrógeno diesel también se da, dado que estos grupos se consideran los que en último caso darán energía a la microred eléctrica en situaciones ya críticas pero a la vez rentables en lo posible en economía. Para todo esto se crea modelos matemáticos de cada elemento y luego se integran en un solo programa en que se puedan cambiar las condiciones de trabajo y analizar las variables de respuesta de lo que se desea estudiar. Yo lo hago en Matlab/Simulink para quienes deseen que les brinde el servicio de asesoramiento.
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En esta entrada os presento un nuevo esquema ejemplo de la configuración de una microred eléctrica. Tiene constituido por carga eléctrica representado por un tablero de distribución, turbinas eólicas, una generador eléctrico, banco de baterías electrolíticas y una conexión a la red pública de electricidad. Usa el modo de distribución de corriente continua, por lo tanto, hay conversores y adecuadores de electricidad para que ésta pueda ser distribuida adecuadamente (soy un convencido que la corriente continua tiene mucho futuro). Igualmente hay un dispositivo de electrónica de potencia como Punto de Común Acoplamiento PCC hacia la red eléctrica externa. Muchas instalaciones no existen y por lo general, hay publicaciones y tesis que se encargan de hacer modelos y simulaciones para luego en un futuro próximo cercano estos se implementen como prototipos o ya productos en el mercado. Espero que os les sirva, añadiendo además que trabajo en la construcción de estos modelos matemáticos y computacionales en Matlab/Simulink.
PD: Las entradas para el siguiente año tendrán una versión en español catalogado como lo venimos haciendo por ejemplo J901, y otra en inglés que tendrá como inicio de nombre por ejemplo J901e. Attention: Next year, this blog have inputs in english with name for example J900e, «e» of post in english language.
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La distorción armónica total de la corriente de salida en el rango de operación de un generador debe ser menor que 5 % de la corriente fundamental. La tabla muestra el valor de los armónicos que no deben exceder esos límites, expresados en relación a la corriente fundamental. Se habla de armónicos pares e impares, interesan todos dado que dependiendo del armónicos los efectos son diferentes, algunos de ellos se les puede reconocer con los cinco sentidos, otros requieren equipos como Analizadores de Redes Eléctricas. Que hacer en lugares con alta distorción armónica?. Una de las formas más fáciles es colocar un transformador de impedancia y un transformador de aislamiento (corregirme si me equivoco). Sin embargo, estas cosas para instalaciones medianas y grandes resultan bastante caras y espaciosas, considerando también las pérdidas asociadas a su funcionamiento. Por lo tanto, como cliente es pararse bien frente a las empresas de electricidad y como autoproductor de electricidad es comprar un buen generador que cumpla las exigencias de calidad de energía eléctrica, de esta manera proteges tu inversión y obtienes una fiabilidad alta y rentabilidad bastante ya que el beneficio es para toda la instalación (máquinas y sistemas de iluminación que en condiciones adecuadas brinda clima laboral adecuado sin flickers y/o baja iluminación).
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En este post muestro la portada de tesis «Implementación de un Sistema de Generación Distribuida con Energías Renovables ENDE Corporación» elaborado por Mario Torrico para la Universidad Privada del Valle en Cochabamba – Bolivia para optar el título de Ingeniero Electromecánico. Trabajo que compartimos durante unos tres meses de intercambio de información, modelos matemáticos y simulaciones numéricas, además de diálogo, envío de información, debate y varios borradores de tesis que iban y venían en el correo electrónico. Su defensa fue un éxito alcanzando la nota de 90/100 para alegría de Mario, de su familia, profesores, colegas y amigos. Éxitos Mario en tu vida profesional, tengo un colega amigo más :)D . En lo personal el tema fue muy interesante e implicó ingresar en una temática no desarrollada e innovadora… la portada de la tesis esta bonita también. Saludos a la plurinación boliviana… A quienes desean desarrollar conmigo sus tesis (Yo como Asesor Externo) a nivel de pregrado y postgrado, así como desarrollar sus proyectos de investigación tanto en universidades, institutos o empresas me escriben.
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La energía reactiva solicitada por los diferentes dispositivos como motores eléctricos o equipos de electrónica de potencia es para poder funcionar, sin embargo, ocupan espacio dentro de la capacidad de transmisión de los conductores eléctricos, es por ello que hay que reducir dicho flujo a lo necesario que es la potencia activa, sin embargo, no puede ser sólo energía activa, dado que se entrar en una resonancia, pero si bien se puede trabajar en un factor de potencia lo más cercano a 1, pero no tanto que el sistema de control no lo pueda coordinar bien. La figura muestra una simulación del trabajo de un banco de condensadores, se puede apreciar tanto la potencia reactiva solicitada por la red eléctrica como la que brinda el banco de condensadores, ambos lo bastante cercanos que las curvas se parecen suporponer. Hecho en Matlab de MathWorks Inc para todos los interesados en los sistemas eléctricos y en el manejo adecuado del factor de potencia.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
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Atiendo a esta reunión bastante importante es que gracias al apoyo de CYTED y CEDER-CIEMAT es que daremos esta conferencia en el marco del IIi Congreso Iberoamericano de Microredes con Generación Distribuida de Renovables. Este evento sirve de marco para el intercambio de información, experiencias y el tomar en contacto con investigadores provenientes de diferentes países de habla hispana y no hispana, dedicados al sector energía y otros sectores incluyendo el aeroespacial en que el uso de fuentes de energía como sol, viento, biomasa, celdas de combustible, entre otras es bastante importante. Y no sólo eso, importante y quizás mucho más lo que es las técnicas de control, predicción, modelamiento y simulación, software desarrollado que son las cosas de mayor valor agregado, la combinación de diferentes escenarios de trabajo y de implementación en industrias, centros de atención de salud, barcos, naves espaciales, soporte de vida en condiciones extremas, etc. Les dejo la portada de mi presentación y cualquier comunicación a jorgemirez2002@gmail.com, y quienes estén por acá, estaremos conversando.
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Datos Generales
Good day. My full name is Jorge Luis MIREZ TARRILLO.
I am Peruvian and live in Lima, capital of Perú in South America.I am Mechanical Electrical Engineering, MSc Physics and Dr. Physics (title doctoral thesis: Control, Optimization, and Management of Microgrid Current Direct)
Too, actually job as Principal Professor in Faculty of Oil, Gas and Petrochemical Engineering of Universidad Nacional de Ingeniería (National University of Engineering) in Lima – PERU (Courses: Modern Physics, Differential Equations and Research's Methodology)
My subjects of my interest are control, signal processing, optimization, simulation, biomedical research, smart grid, microgrid, water.
I have experience in Matlab/Simulink programming, biomedical equipment, electrical systems, renewable energies, microgrids, saturated steam systems 100 psi and organizing academic events.
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