Microgrid state estimation and control using Kalman filter and semidefinite programming technique

The design of environment-friendly microgrids at the smart distribution level requires a stable behaviour for multiple state operations. This paper develops a Kalman filter based optimal feedback control method for the microgrid state estimation and stabilization. First, the microgrid is modelled by a discrete-time state space equation. Then the cost-effective smart sensors are deployed in order to obtain the required system information. From the communication point of view, the recursive systematic convolution code is adopted to add the redundancy in the system. At the end, the soft output Viterbi decoder is used to recover the system information from the noisy measurements and transmission uncertainties. Thereafter, the Kalman filter is utilized to estimate the system states, which acts as a precursor for applying the control algorithm. Finally, this paper proposes an optimal feedback control method to stabilize the microgrid based on semidefinite programming. The performance of the proposed approach is demonstrated by extensive numerical simulations

Medida continua de la frecuencia en redes eléctricas con perturbaciones electromagnéticas conducidas de baja frecuencia

En esta Tesis se desarrolla un marco de trabajo para la comparación de los diversos métodos que realizan la medida de la frecuencia de la red eléctrica de manera continua, tanto para redes monofásicas como trifásicas. Esta comparación ha sido realizada tanto en ausencia de perturbaciones electromagnéticas, como en presencia de perturbaciones conducidas de baja frecuencia. Las señales de prueba utilizadas son las propuestas por la normativa IEC 61000 para este tipo de perturbaciones electromagnéticas (distorsión armónica, desequilibrio de tensión, fluctuación de tensión, hueco de tensión y variación de frecuencia). También se ha propuesto un nuevo método de medida, con versión monofásica y trifásica, que mejora las prestaciones de los existentes para determinados tipos perturbaciones. Finalmente, se ha evaluado la posibilidad de realización en tiempo real de los distintos métodos de medida. A partir de la normativa indicada, se ha creado un banco de señales de prueba para evaluar las prestaciones de cada método considerado. Estos han sido simulados en Mathcad, procesando las señales de prueba en distintas condiciones de ruido, cuantificación y frecuencia de muestreo. Para comprobar la ejecución en tiempo real de estos métodos, se han codificado en C y ejecutado con un controlador digital de señal. Para la comparación de los distintos métodos de medida de la frecuencia, se ha calculado el error máximo cometido en la estimación de la frecuencia para cada método y cada señal de prueba. El nuevo método de medida propuesto, presenta las mismas prestaciones o mejores que los métodos existentes cuando la tensión de red está distorsionada por armónicos impares, existe desequilibrio de tensión (redes trifásicas), hay fluctuación en la tensión de red, huecos de tensión o variaciones de frecuencia