Thesis:

Robust Co–optimization of Droop and Affine Policy Parameters in Active Distribution Systems with High Penetration of Photovoltaic Generation

Las redes de distribución heredadas deben adaptarse rápidamente a los próximos escenarios operativos. El crecimiento esperado de la electromovilidad y la generación distribuida traerá consigo muchos desafíos en cuanto a la operación eficiente. Además, la infraestructura de comunicación limitada de estas redes dificulta la aplicabilidad de las estrategias de control altamente centralizadas. En este contexto, este trabajo propone un esquema de control distribuido para generadores fotovoltaicos distribuidos. El esquema comprende una capa de control local en tiempo real para la síntesis de referencias de potencia activa y reactiva, utilizando el control tradicional de caída de voltaje y políticas afines para manejar la incertidumbre asociada con la irradiancia solar y los niveles de demanda. La caracterización y adaptación periódica de dicho esquema de control se logra a través de un modelo robusto, global y computacionalmente tratable que permite la co-optimización de los parámetros de caída de voltaje y política afín. El rendimiento se evalúa mediante experimentos computacionales extensivos contra otras estrategias locales y distribuidas de última generación. Los resultados sugieren que el esquema propuesto supera a todos los marcos competitivos. Además, su desempeño se evalúa como un esquema de control estrictamente local, obteniendo una regulación de voltaje superior en comparación con las recomendaciones de la norma IEEE 1547.8.

Legacy distribution networks need to adapt quickly to upcoming operating scenarios. The expected growth of electromobility and distributed generation will bring forth many challenges regarding efficient operation. Additionally, the limited communication infrastructure of these networks hinders the applicability of heavily centralized control strategies. In this context, this work proposes a distributed control scheme for photovoltaic distributed generators. The scheme comprises a local real-time control layer for the synthesis of active and reactive power references, using traditional voltage droop control and affine policies to handle the uncertainty associated with solar irradiance and demand levels. The characterization and periodic adaptation of such control scheme is achieved via a global, computationally tractable robust model able to co-optimize both droop and affine policy parameters. Performance is benchmarked via extensive computational experiments against other state-of-the-art distributed and local strategies. Results suggest the proposed scheme is able to outperform all competitive frameworks. Its performance is also evaluated as a strictly local control scheme obtaining superior voltage regulation as compared to the recommendations in the Standard IEEE 1547.8.