Comparación de esquemas de control aplicados a un sistema híbrido integrando convertidores corriente continua/corriente continua

Abstract

[ES]En esta tesis se presentan cinco estrategias de control que se pueden utilizar para el sistema de gestión de la energía de un sistema híbrido accionado por pila de combustible, batería y supercondensador. Cada una de las cinco estrategias de control presentadas en esta tesis determina, en forma diferente, las potencias de referencia de la pila de combustible y batería , mientras que el supercondensador se utiliza para controlar la tensión del bus de ce.

El control del modo de operación (OMC) se basa en los modos de funcionamiento del sistema híbrido . El control en cascada utiliza bucles de control en cascada con el fin de generar las potencias de referencia. El tercer control se basa en el concepto de la estrategia de la minimización del consumo equivalente (ECMS). Por último, las estrategias de control de cuarta y quinta generan las potencias de referencia a partir de la lógica difusa y control predictivo .

Estas estrategias de control se han caracterizado, probado y comparado en un sistema híbrido real. El sistema está compuesto por una pila de combustible de membrana protónica de 150kW, una batería de Li-ion de 90Ah y un banco de supercondensadores con una capacidad total de 12,6 F.

Los resultados de la simulación reflejan un óptimo comportamiento de las estrategias de control presentadas.

[EN] This thesis has presented five control strategies that can be used for the energy management system of hybrid system powered by FC, battery and se. Each of the five control strategies presented in this work determines, in different way, the FC and battery reference powers, while the SC is used to control the OC bus voltage.

The operation mode control is based on operation modes (OMC) of the hybrid system. The cascade control uses cascade control loops in arder to generate the reference powers. The third one is based on the concept of equivalent consumption minimization strategy (ECMS). Finally, the fourth and fifth control strategies generate the reference powers from fuzzy logic and predictive control.

These control strategies were characterized, tested and compared when applied to a real hybrid system. The system is composed by a 150kW PEM-FC, a 90Ah Li-ion battery and a SC bank with a total capacity of 12.6 F.

The simulation results reflect the optima! performance of the presented control strategies.