Diseño de un controlador híbrido PID-difuso basado en la inferencia Mandani para la regulación de frecuencia en centrales hidroeléctricas

Abstract

Este trabajo presenta los principales conceptos generales de estabilidad eléctrica, así como sus divisiones y clasificaciones, donde se desarrollan las condiciones de operación de un sistema eléctrico de potencia, que son relevantes en los estudios de estabilidad angular de rotor, voltaje y frecuencia. Para los estudios de estabilidad de frecuencia, es necesario conocer los equipos como los reguladores de frecuencia, como resultado, se presenta el modelado matemático de varios componentes dinámicos como sistema de regulación de velocidad, máquina síncrona y de la turbina hidráulica. Es necesario modelar estos equipos para poder diseñar sus respectivos controladores. Este trabajo también presenta el controlador difuso y el controlador PID convencional, así como el respectivo ajuste. Luego de modelar el regulador de frecuencia, se diseña el controlador hibrido PID-Difuso, previamente diseñado el control PID. Las simulaciones de los sistemas de regulación de frecuencia sin controlador, con controlador PID y con controlador PID-Difuso, se realizaron utilizando la herramienta computacional Matlab-Simulink en el dominio de tiempo continuo cuyas respuestas fueron investigadas y discutidas en el presente trabajo.

This work presents the main general concepts of electrical stability, as well as their divisions and classifications, where the operating conditions of an electrical power system are developed, which are relevant in the studies of rotor angular stability, voltage and frequency. For frequency stability studies, it is necessary to know equipment such as frequency regulators, as a result, mathematical modeling of various dynamic components such as speed regulation system, synchronous machine and hydraulic turbine. It is necessary to model these teams to be able to design their respective controllers. This work also presents the fuzzy controller and the conventional PID controller, as well as the respective adjustment. After modeling the frequency regulator, the hybrid PID-Diffuse controller is designed, previously designed the PID control. The simulations of the frequency regulation systems without a controller, with a PID controller and with a PID-Diffuse controller, were carried out using the Matlab-Simulink computational tool in the continuous time domain, the responses of which were investigated and discussed in the present work.