ADMM-based multi-objective control scheme for mitigating the impact of high penetration DER integration in the modern distribution systems

Résumé

L'intégration des sources d'énergie renouvelable dans les réseaux de distribution modernes a introduit des défis pour la régulation de la tension du réseau. Dans ce contexte, la présente étude propose une stratégie de contrôle de tension distribuée à agents multiples qui utilise l'algorithme MDAJPM (méthode de direction alternée jacobienne proximale des multiplicateurs) pour les systèmes de distribution d'énergie avec une forte pénétration de ressources photovoltaïques (PV) coordonnées avec des systèmes de stockage d'énergie par batteries (SSEB). L'étude vise à résoudre le problème de violation de la tension causé par le déséquilibre entre les charges et la génération de PV solaire, ainsi que les incertitudes associées à la nature intermittente de la génération de PV, dans les réseaux de distribution avec une forte pénétration de ressources PV. L'objectif est de développer une technique de contrôle robuste et évolutive qui peut gérer une forte pénétration de ressources d'énergie distribuée dans un réseau étendu en utilisant l'algorithme MDAJPM pour le contrôle de tension en optimisant le soutien de la puissance active et réactive dans un réseau à grande échelle. La solution proposée est divisée en deux phases. Dans la première phase, le problème de contrôle de tension est formulé comme un problème d'optimisation à l'aide de l'algorithme MDAJPM pour réguler les tensions dans une limite acceptable avec une convergence rapide. L'approche prend en compte à la fois la puissance active et réactive des PV dans les systèmes de distribution d'énergie à forte pénétration de PV. Dans la deuxième phase, une stratégie de contrôle de tension coordonnée pour les onduleurs PV intelligents et les SSEB est développée pour allouer la capacité de puissance des SSEB et minimiser la perte de puissance active, ainsi que pour atténuer les violations de tension. Cette phase détermine la taille optimale des unités virtuelles de SSEB dans le réseau de distribution et minimise les pertes de puissance active grâce à la coordination des onduleurs intelligents PV et SSEB. La politique de contrôle garantit une régulation active efficace de la tension en absorbant ou en injectant la puissance active minimale et en chargeant ou déchargeant les SSEB pendant les périodes de génération PV et de demande de pointe. Cette thèse vise à développer un nouveau schéma de contrôle actif qui aborde les problèmes de hausse et de baisse de tension tout en maintenant les profils de tension dans les limites permises et en diminuant les pertes. La méthode de dimensionnement de SSEB fournie par les onduleurs photovoltaïques-batteries aide à minimiser les pertes d'énergie PV. La formulation d'optimisation de chaque agent prend en compte les paramètres variables et les incertitudes associées à la génération d'énergie solaire et aux demandes de charge. L'algorithme MDAJPM contrôle les onduleurs PV intelligents localement et alloue les taux de charge/décharge des SSEB en fonction de la réduction minimale. Cette méthode intelligente démontre la capacité des onduleurs intelligents à gérer les incertitudes liées à la production d'énergie solaire photovoltaïque et à fournir un support de tension grâce à la puissance active ou réactive. Enfin, la méthode proposée est évaluée à l'aide de MATLAB/Simulink et de MATPOWER sur des systèmes de distribution modifiés de 13, 33 et 141 bus de l'IEEE. Les résultats démontrent l'efficacité, la robustesse et la scalabilité du schéma distribué pour l'amélioration de la tension et l'utilisation optimale de l'énergie solaire photovoltaïque dans divers scénarios.

Date	2 mai 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ambrish Chandra (Directeur(-trice)) & Innocent Kamwa (Codirecteur(-trice))