Implementation of a Real-Time Microgrid Model for Controller Hardware-in-the-Loop Testing of Microgrid Controls

A lo largo de los años, el concepto de microrredes ha demostrado ser un enfoque prometedor para manejar las perturbaciones en la red. Además, el despliegue de microrredes se considera una forma eficaz de gestionar, operar y controlar las fuentes de energía distribuida (FED). Para comprender plenamente y aprovechar el verdadero potencial de estos sistemas es necesario realizar pruebas exhaustivas y observar sus respuestas. Para ello, proponemos la implementación de una red de distribución realista operada como una microrred. Esta microrred de distribución, conocida como la microrred Banshee, se asemeja a una microrred típica presente a día de hoy. El modelado preciso de la microrred nos permitirá abordar los retos observados en todo el mundo en las microrredes comunitarias, las islas pequeñas y las instalaciones industriales.
Para obtener información fiable sobre la eficacia de la implementación de la microrred, utilizamos el enfoque de pruebas controller hardware-in-the-loop (C-HIL). Este enfoque nos permite garantizar un análisis de verificación y validación de muy alta fidelidad de la microrred Banshee. Typhoon HIL proporciona los recursos para realizar la investigación de esta tesis. La microrred Banshee se modela e implementa en los dispositivos de hardware de Typhoon HIL.
Esta tesis se centrará en el análisis de la implementación de la microrred Banshee para el seguimiento del punto de referencia de las FED. Además, también comenzará con la implementación del protocolo de comunicación Modbus.

Over the years microgrid concept has shown to be a promising approach to handle the disturbances in the grid. In addition, deployment of microgrids is seen as an effective way to manage, operate and control distributed energy resources (DERs). To fully understand and realize the true potential of microgrids, there is a need to perform extensive testing of microgrids and observe the responses. To this end, we propose the implementation of a realistic distribution network operated as a microgrid. This distribution network microgrid, known as the Banshee microgrid, resembles a realistic typical microgrid. Accurate modeling of the microgrid will allows us to address the challenges seen around the world in community microgrids, small islands, and industrial facilities.
To gain reliable insights into the effectiveness of the microgrid implementation, we make use of the controller hardware-in-the-loop (C-HIL) testing approach. This approach enables us to ensure a very high-fidelity verification and validation analysis of the Banshee microgrid. Typhoon HIL provides the resources to perform the research in this thesis. The Banshee microgrid is modeled and implemented on the Typhoon HIL hardware devices.
This thesis will focus on analyzing the Banshee microgrid implementation for reference point tracking of DERs. Furthermore, it will also start with the implementation of the Modbus communication protocol.