Experimental framework for laboratory scale microgrids/Marco experimental para microrredes a escala de laboratorio

• Published in: Revista Facultad de Ingeniería 2016-12 (81), p.9
• Main Authors: Restrepo-Zambrano, Jose Alex, Ramirez-Scarpetta, Jose Miguel, Orozco-Gutierrez, Martha Lucia, Tenorio-Melo, Jorge Antonio
• Format: Article
• Language: Spanish
• ISSN: 0120-6230
• DOI: 10.17533/udea.redin.n81a02

This paper presents a proposal for a microgrid test rig for laboratory use. It aims at high flexibility using a modular approach with a common hardware for most of the tasks. The proposed framework for laboratory scale microgrid addresses the requirements for teaching and research. This objective is attained with a reconfigurable power electronics stage, used for test and design of new topologies. The experimental framework also allows testing algorithms at different levels in the hierarchical control structure, while giving access to emulation and simulation of elements commonly found in microgrids and to low-level programming of communication protocols for studying the communications channel. The processing unit in each module, called local controller in the paper, uses a high performance digital signal processor (DSP). This processing unit allows reconfiguration of each module, to assume any of the tasks in the microgrid, i.e. controllable loads, storage, wind, photovoltaic generation, etc. The proposed hardware was tested as a simulator/emulator of the different subsystems. The communications with a microgrid central controller (MCC) is provided with standard embedded processors, capable of implementing the communication protocols suitable for micro-grid environments. KEYWORDS Microgrid, smart grids, distributed resources Este articulo presenta una propuesta de un banco de pruebas de microrredes para uso en laboratorio. El objetivo es proporcionar alta flexibilidad utilizando un enfoque modular con un hardware comun para la mayoria de las tareas. El marco experimental propuesto para microrredes a escala de laboratorio proporciona los requisitos para ensenanza e investigacion. Esto se logra con una etapa de electronica de potencia reconfigurable, para pruebas y disenos de nuevas topologias. Permite probar algoritmos en los distintos niveles de la estructura jerarquica de la microrred. Da acceso a la emulacion y simulacion de elementos encontrados comunmente en una microrred y a la programacion de bajo nivel de los protocolos de comunicacion para estudiar el canal de comunicacion. La unidad de procesamiento en cada modulo, llamado controlador local, utiliza un procesador digital de senales de alto rendimiento (DSP). Esta unidad de procesamiento permite la reconfiguracion de cada modulo para asumir cualquier tarea en la microrred; es decir, como cargas controlables, almacenamiento de energia, generacion eolica, generacion fotovoltaica, etc. El hardware pr