Diseño y análisis de un controlador vía modos deslizantes de alto orden aplicado a un sistema de potencia SMIB-SVC

Abstract

Este trabajo de investigación aborda el problema de diseñar una estructura de control no lineal para un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP), el cual consta de un sistema generación-transmisión-recepción SMIB (del ingles Single Machine Connected Infinite Bus) y un compensador potencia SVC (del ingles Static VAR Compensator) conectado en derivación. Para el diseño de los controladores se utiliza el enfoque modos deslizantes de alto orden, específicamente la técnica QCHOSM (del ingles Quasi-Continuous-High-Order-Sliding-Modes), la cual permite el diseño de controladores y diferenciadores no lineales en una estructura descentralizada. El objetivo de los controladores es mejorar la estabilidad transitoria y la regulación de voltaje en el generador síncrono y en las líneas de transmisión respectivamente, a pesar de la presencia de fallas graves (por ejemplo, un corto circuito trifásico o una pérdida de líneas de transmisión) o condiciones de operación estresantes (por ejemplo la conexión/desconexión de grandes cargas o la presencia de cargas con bajo factor de potencia). El trabajo se enfoca en el diseño de una estructura de controladores que, en conjunto con estimadores, logran que se tenga estabilidad asintótica en un sistema formado por la planta (sistema SMIB-SVC), los controladores y los estimadores. La estructura obtenida requiere únicamente una medición local por subsistema que conforma al sistema de potencia (generador síncrono y regulador SVC). Además, los controladores obtenidos presentan la ventaja de que no requieren transformación o compensación alguna en los subsistemas. Los controladores y diferenciadores son construidos de forma independiente, considerando las incertidumbres de los subsistemas y la interconexión entre ellos como perturbaciones, el desempeño logrado con la estructura de control presentada es beneficiado además con el hecho de que la acción de los controladores no degrada la calidad de la energía.