Power Management Strategy Based on Virtual Inertia for DC Microgrids

Autor(es)

Neto, Pedro Jose dos Santos ^[1] ; Barros, Tarcio Andre dos Santos ^[2] ; Silveira, Joao Pedro Carvalho ^[1] ; Ruppert Filho, Ernesto ^[1] ; Vasquez, Juan Carlos ^[3] ; Guerrero, Josep M. ^[3]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Campinas, Sch Elect & Comp Engn, BR-13083852 Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Estadual Campinas, Fac Mech Engn, BR-13083860 Sao Paulo - Brazil

^[3] Aalborg Univ, Ctr Res Microgrids CROM, Dept Energy Technol, DK-9220 Aalborg - Denmark

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS; v. 35, n. 11, p. 12472-12485, NOV 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

This article presents a power management strategy (PMS) to control the power flow in a dc microgrid operating in the grid-connected mode. The microgrid model is composed of the ac utility grid interfaced with a voltage source inverter operating as a grid-forming converter (VSC), an energy storage system (ESS) formed by a battery bank and a bidirectional dc-dc converter operating as a grid-supporting unit, a distributed generation acting as a grid-feeding unit, and the customer loads with strict voltage regulation. The power management technique applies a virtual inertia concept together with a state of charge-based management function to regulate the charging and discharging process of the battery bank according to the dc microgrid power flow. Thus, high-rate peaks of power are avoided, which improves the ESS life cycle. With the proposed PMS, an autonomous power flow is achieved inside the dc microgrid, while the ac utility grid focuses exclusively upon forming the dc bus and processing the surplus or shortage of power. In addition, the proposed strategy simplifies the communication link between the grid inverter and the ESS, since the VSC power is the sole information exchanged. The experimental results show that the proposed PMS is reliable, leading to high ESS performance and power flow control within the dc microgrid, without degrading the dc bus voltage. (AU)

• Processo FAPESP: 17/21640-9 - Estudo e desenvolvimento de técnicas de controle e acionamento para utilização de máquinas elétricas de relutância variável em veículos elétricos.
• Beneficiário: Tárcio André dos Santos Barros
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/08645-9 - Pesquisas interdisciplinares em redes inteligentes de energia elétrica
• Beneficiário: João Bosco Ribeiro do Val
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/22076-2 - Estudo e implementação do controle e do gerenciamento energético de uma microrrede em corrente contínua, com sistema de geração de energia elétrica a partir de energia eólica, usando gerador elétrico de relutância variável
• Beneficiário: Pedro Jose dos Santos Neto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/21087-8 - Estudo e implementação do controle e do gerenciamento energético de uma microrrede em corrente contínua, com sistema de geração de energia elétrica a partir de energia eólica, usando gerador elétrico de relutância variável
• Beneficiário: Pedro Jose dos Santos Neto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado