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Información del artículo

Decentralised consensus-based hierarchical control of a hybrid AC–DC microgrid robust to communication delays

A. Tomás-Martín, B. Kazemtabrizi, A. García-Cerrada, L. Sigrist, E.J. Bueno

International Journal of Electrical Power & Energy Systems Vol. 175, pp. 111645

Resumen:

The continuous growth of distributed renewable energy resources in medium and low-voltage networks supports the case for a distributed architecture for electricity supply relying on microgrids. Whereas decentralised architectures for the primary and secondary control layers of the hierarchical control of microgrids have already been proposed, the tertiary control (economic dispatch) has been mainly formulated as a centralised control or as a distributed control that relies on a central agent to coordinate the operation between distributed generators. This paper proposes a fully decentralised hierarchical microgrid control based on a consensus-based economic dispatch problem. Unlike the proposals found in the literature, the convergence of the proposed tertiary control layer is robust to communication delays and the secondary control layer applies an incremental formulation for a seamless integration with the tertiary layer. The robustness and performance of the proposed hierarchical control are compared with those of a conventional centralised approach and a previously published decentralised approach. The proposal is validated using detailed non-linear real-time simulations, and its stability is proved by modal analysis and using Lyapunov functions.


Resumen divulgativo:

Este artículo presenta un control jerárquico totalmente descentralizado para una microrred, que incluye una innovadora capa de control terciario (despacho económico) basada en consenso, robusta a los retrasos de comunicación y una capa de control secundario incremental que considera límites de generación. El esquema propuesto se ha validado mediante simulaciones en tiempo real. 


Palabras Clave: Consensus; Decentralised control; Economic dispatch; Hierarchical control; Microgrids


Índice de impacto JCR-JIF y cuartil WoS: 5,300 - Q1 (2025)

Referencia DOI: DOI icon https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2026.111645

Publicado en papel: Febrero 2026.

Publicado on-line: Febrero 2026.



Cita:
A. Tomás-Martín, B. Kazemtabrizi, A. García-Cerrada, L. Sigrist, E.J. Bueno, "Decentralised consensus-based hierarchical control of a hybrid AC–DC microgrid robust to communication delays", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 175, pp. 111645, Febrero 2026. [Online: Febrero 2026] doi: 10.1016/j.ijepes.2026.111645

    Líneas de investigación:
  • Régimen permanente: Flujos de cargas, análisis de restricciones de operación, flujos de cargas óptimo, servicio complementario de control de tensiones, cortocircuitos, protecciones en redes de transporte y distribución, modelos térmicos de cables
  • Estabilidad: Estabilidad de gran perturbación, ajuste de protecciones de deslastre de cargas por frecuencia, control de la excitación, estabilidad de pequeña perturbación, ajuste de estabilizadores del sistema de potencia, identificación de modelos de reguladores
  • Control automático de generación: Diseño y ajuste de reguladores para el control automático de generación, identificación de modelos de unidades, servicios complementarios de regulación primaria y secundaria
  • Sistemas aislados: Islands, microgrids, off-grid
    Grupos de investigación:
  • Instituto de Investigación Tecnológica (IIT)
    ODS:
  • Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
  • Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras
  • Objetivo 11: Ciudades y comunidades sostenibles