Enabling the Seamless Coordination and Synchronization of Microgrids using Batteries

Abstract

Las microrredes (MG) se tienen usando para la integración de fuentes de energía renovables (RES) en los sistemas de distribución eléctrica. Estas redes están formadas por una combinación de RES y baterías que pueden funcionar en modo grid-forming o grid-following. En la actualidad, la transición de las microrredes de modo isla a modo conectado a red es un desafío, especialmente si los convertidores grid-forming operan en su punto de máxima potencia. En este artículo se propone un control secundario que facilita la operación suave de convertidores formadores con baterías. Este controlador permite la conexión de cargas y sincronización de la MG con la red principal sin necesidad de alterar la potencia inyectada por algunos convertidores grid-forming (e.g., los que trabajan en su punto de máxima potencia). Para ello, las baterías inyectan la potencia adicional demandada y la comparten entre ellas según su SoC. Los principales desarrollos se prueban utilizando los entornos de simulación Simulink y simPowerSystems.

Microgrids (MGs) have become a commonly used way for renewable energy sources (RESs) integration in electrical distribution systems. These MGs are formed of a mix of RESs and batteries that can operate either in grid-forming or grid-following control modes. In these new scenarios, the transition from islanded to grid-connected mode is a challenging issue, especially if there are renewable-based grid-forming converters working at their maximum power point. In this paper, a secondary controller that enables the seamless operation of grid-forming converters with batteries is proposed. This controller allows the connection of loads and synchronisation of the MG with the main grid without the need for altering the power injected by some selected grid-forming converters (e.g., those working at their maximum power point). Meanwhile, any additional power demand is met by the batteries and shared between them according to their SoC. The main developments are tested using Simulink and simPowerSystems simulation environments.