Demostración de controlador de conversor en interacciones en sistemas MMC-HVDC
Autores: Chen, Jinlei; Wang, Sheng; Ugalde-Loo, Carlos E.; Ming, Wenlong; Adeuyi, Oluwole D.; D"Arco, Salvatore; Ceballos, Salvador; Parker, Max; Finney, Stephen; Pitto, Andrea; Cirio, Diego; Azpiri, Iñigo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Demostración de controlador de conversor en interacciones en sistemas MMC-HVDC
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Convertidores modulares multinivel
Redes HVDC
Controles de convertidores
Interacciones adversas
Características de control
Validación experimental
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Aunque el control de convertidores modulares multinivel (MMCs) en redes de corriente continua de alta tensión (HVDC) se ha convertido en un tema maduro en estos días, el potencial de interacciones adversas entre diferentes controles de convertidores sigue siendo un desafío poco investigado que atrae la atención tanto de la academia como de la industria. Incluso para enlaces HVDC punto a punto (es decir, sistemas HVDC simples), las interacciones de control de convertidores pueden resultar en el desplazamiento de voltajes de operación del sistema, aumento de pérdidas de potencia y desequilibrios de potencia no deseados en estaciones de convertidores. Para cerrar esta brecha de investigación, se evalúa en este documento el riesgo de múltiples cruces de características de control de MMCs a través de análisis matemático, simulación computacional y validación experimental. Específicamente, se examinan las siguientes configuraciones de enlaces HVDC punto a punto: (1) una estación MMC equipada con un control de caída de corriente versus voltaje y la otra estación equipada con un control de potencia constante; y (2) una estación MMC equipada con un control de caída de potencia versus voltaje y la otra estación equipada con un control de corriente constante. Se proporcionan pautas de diseño para los coeficientes de caída para prevenir interacciones adversas de control. Se utiliza un banco de pruebas MMC de 60 kW para verificar experimentalmente el impacto de múltiples cruces de características de control de los sistemas de CC, con resultados verificados a través de simulación de software en MATLAB/Simulink utilizando una caja de herramientas de acceso abierto. Los resultados muestran que en condiciones de operación de 650 V y 50 A (voltaje de CC y corriente de CC), se producen desviaciones del 7,7% en el voltaje de CC y del 10% en la corriente de CC debido a interacciones adversas de control bajo el esquema de caída de corriente versus voltaje y control de potencia. Del mismo modo, se producen desviaciones del 7,7% tanto en el voltaje de CC como en la potencia bajo el esquema de caída de potencia versus voltaje y control de corriente.
Descripción
Aunque el control de convertidores modulares multinivel (MMCs) en redes de corriente continua de alta tensión (HVDC) se ha convertido en un tema maduro en estos días, el potencial de interacciones adversas entre diferentes controles de convertidores sigue siendo un desafío poco investigado que atrae la atención tanto de la academia como de la industria. Incluso para enlaces HVDC punto a punto (es decir, sistemas HVDC simples), las interacciones de control de convertidores pueden resultar en el desplazamiento de voltajes de operación del sistema, aumento de pérdidas de potencia y desequilibrios de potencia no deseados en estaciones de convertidores. Para cerrar esta brecha de investigación, se evalúa en este documento el riesgo de múltiples cruces de características de control de MMCs a través de análisis matemático, simulación computacional y validación experimental. Específicamente, se examinan las siguientes configuraciones de enlaces HVDC punto a punto: (1) una estación MMC equipada con un control de caída de corriente versus voltaje y la otra estación equipada con un control de potencia constante; y (2) una estación MMC equipada con un control de caída de potencia versus voltaje y la otra estación equipada con un control de corriente constante. Se proporcionan pautas de diseño para los coeficientes de caída para prevenir interacciones adversas de control. Se utiliza un banco de pruebas MMC de 60 kW para verificar experimentalmente el impacto de múltiples cruces de características de control de los sistemas de CC, con resultados verificados a través de simulación de software en MATLAB/Simulink utilizando una caja de herramientas de acceso abierto. Los resultados muestran que en condiciones de operación de 650 V y 50 A (voltaje de CC y corriente de CC), se producen desviaciones del 7,7% en el voltaje de CC y del 10% en la corriente de CC debido a interacciones adversas de control bajo el esquema de caída de corriente versus voltaje y control de potencia. Del mismo modo, se producen desviaciones del 7,7% tanto en el voltaje de CC como en la potencia bajo el esquema de caída de potencia versus voltaje y control de corriente.