Fractional order control for a bidirectional converter operating in a DC microgrid.

• Trujillo-Rodríguez, César ^[1] ; Sánchez-Choachí, Johan ^[1] ; Baquero-Rozo, Giovanni ^[2]
  1. [1] Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Colombia

     
  2. [2] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: Informador técnico, ISSN 0122-056X, ISSN-e 2256-5035, Vol. 84, Nº. 1, 2020, págs. 67-77
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Control de orden fraccionario para un convertidor bidireccional operando en un microrred DC
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Este artículo presenta el diseño del control de un convertidor bidireccional el cual es usado para brindar soporte eléctrico a una microrred DC. La topología elegida para este propósito es un convertidor bidireccional Buck-boost, para el cual se obtiene el modelo matemático. A continuación se presenta una breve introducción al concepto de control de orden fraccionario, en donde se muestra la estructura de un PID de orden fraccionario. Luego se muestra el proceso de sintonización de los parámetros de este controlador usando un método aritmético. Con el objetivo de evaluar el desempeño del convertidor y su controlador de orden fraccionario, se simula bajo diferentes situaciones que representan distintas condiciones de operación, tales como cambios en los niveles de tensión de la batería, condiciones climáticas e incertidumbre en los parámetros. Se analizan y comparan los resultados de simulación del controlador con los obtenidos de un PID clásico. Finalmente, se presentan las conclusiones.

  • English

    This paper presents the control design of a bidirectional converter used to support a DC microgrid. The chosen topology for this purpose is the bidirectional buck-boost converter, for which its mathematical model is obtained. Next, a brief introduction of fractional order control is presented and the structure of a fractional order PID controller is shown. The tuning process of this controller is obtained by means of an arithmetic method whose parameters are set to control the bidirectional converter. In order to evaluate the performance of the converter and its fractional-order controller, this is simulated under different situations that represent different operating conditions, such as changes in battery voltage levels, climatic conditions, and uncertainty in the parameters. The simulation results of this controller are analyzed and compared with a classical PID. Finally, the conclusions are presented.