Self-excited generator: off-grid operation without energy storage

Authors

DOI:

https://doi.org/10.31908/19098367.2632

Keywords:

Energy storage, droop control, off-grid, off-grid system, self-excited generator

Abstract

This article covers the analysis and simulation of an off-grid electrical generation system based on renewable sources without energy storage. First of all, strategies for regulation of DC link voltages are proposed for a photovoltaic unit and a self-excited generator. In the first case, a modified maximum power point tracking algorithm has been  implemented. For the self-excited generator, a combination of mechanical (turbine), electromechanical (induction machine), electrical (rectifier) and electronic (PI control of power converter) conversions, were performed. Hence, after having regulated the input voltage of the power inverter, all the effort relied on a droop controller allowing power sharing to distribute reasonably the demand among generators of the grid. The proposed system is potentially a low-cost solution for electrification of rural zones of Colombia.

Author Biographies

  • Fabián Leonardo Forero Ordóñez, Universidad Industrial de Santander

    Ingeniero Electricista (2018) y Magister en Ingeniería Eléctrica (2021) de la Universidad Industrial de Santander en Bucaramanga – Colombia. Posee amplia experiencia en el modelado matemático y el análisis de estabilidad de los sistemas eléctricos de potencia, principalmente aquellos que incorporan recursos renovables de tipo solar fotovoltaico y fluídico (i.e. eólico o hidráulico) a través de microturbinas.

  • Ricardo Alzate Castaño, Universidad Industrial de Santander

    Ingeniero Electrónico (2003) y Magister en Automatización Industrial (2006) de la Universidad Nacional de Colombia. Posee un doctorado en Automática de la Universidad de Nápoles Federico II en Italia (2009) y realizó una estancia postdoctoral en la Escuela de Ingeniería de Sao Carlos de la Universidad de Sao Paulo en Brasil (2016). Sus intereses de investigación se centran en la aplicación de técnicas avanzadas de control automático para realizar la gestión apropiada de recursos energéticos en sistemas de baja inercia, a partir del desarrollo de dispositivos basados en electrónica de potencia.

  • Carlos Jesús Vega Pérez, Universidad del Rosario

    Ingeniero Electrónico (2014) y Magister en Ingeniería Electrónica (2016) de la Universidad Industrial de Santander en Bucaramanga - Colombia. Es doctor en Control Automático del CINVESTAV – México (2020) y realizó una estancia postdoctoral con la Universidad de Nápoles FEDERICO II en Italia (2021). Sus intereses de investigación se centran en el modelado matemático de sistemas físicos a través de técnicas hamiltonianas, el control óptimo de dinámicas no lineales y la sincronización de sistemas multiagente.

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Published

2022-01-31

Issue

Vol. 15 No. 30 (2021)

Section

Artículos

How to Cite

Self-excited generator: off-grid operation without energy storage. (2022). Entre Ciencia E ingeniería, 15(30), 57-62. https://doi.org/10.31908/19098367.2632