Métodos de estimación de frecuencia transitoria para la rápida respuesta de frecuencia en el controlador del convertidor
Autores: Pfendler, Anna; Steppan, Rafael; Hanson, Jutta
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Métodos de estimación de frecuencia transitoria para la rápida respuesta de frecuencia en el controlador del convertidor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistema de energía
Control de frecuencia
Estabilidad
Plantas de energía convencionales
Métodos de estimación de frecuencia
Bucle de Fase Bloqueada
Paso por Cero
Gauss-Newton
Gauss-Newton recursivo
Simulaciones en el dominio del tiempo
Matlab/Simulink
Banco de pruebas de media tensión
Desequilibrio de potencia activa
Controlador de convertidor
Respuesta de frecuencia rápida.
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
En un sistema de energía interconectado, el control de frecuencia y la estabilidad son de vital importancia y son indicadores del equilibrio de potencia activa en todo el sistema. El apagado de las plantas de energía convencionales conduce a cambios de frecuencia más rápidos y a un gradiente de frecuencia más pronunciado debido a la reducida inercia del sistema. Por esta razón, la importancia de los métodos de estimación de frecuencia eléctrica está aumentando, entre otros, como entrada para el control de plantas de generación basadas en convertidores. El objetivo de este trabajo es implementar, comparar y analizar la robustez de los métodos de Phase-Locked-Loop y Zero-Crossing, Gauss-Newton y Gauss-Newton recursivo en simulaciones en el dominio del tiempo en Matlab/Simulink. Los parámetros de estos métodos se ajustan para diferentes escenarios en un banco de pruebas de media tensión. Los parámetros sensibles de los métodos de estimación de frecuencia muestran una correlación lineal con la magnitud del desequilibrio de potencia activa, por lo que se puede diseñar una implementación simple para las simulaciones. Con el cálculo de parámetros linealizados para los métodos de estimación de frecuencia, la frecuencia local como entrada para el control del convertidor se utiliza para la respuesta de frecuencia rápida de un convertidor de potencia completa, que contrarresta las desviaciones de frecuencia en el sistema de energía. Finalmente, se comparan dos implementaciones diferentes de la respuesta de frecuencia rápida. El Método de Zero-Crossing muestra la mejor robustez y el Phase-Locked Loop logra el mejor resultado absoluto.
Descripción
En un sistema de energía interconectado, el control de frecuencia y la estabilidad son de vital importancia y son indicadores del equilibrio de potencia activa en todo el sistema. El apagado de las plantas de energía convencionales conduce a cambios de frecuencia más rápidos y a un gradiente de frecuencia más pronunciado debido a la reducida inercia del sistema. Por esta razón, la importancia de los métodos de estimación de frecuencia eléctrica está aumentando, entre otros, como entrada para el control de plantas de generación basadas en convertidores. El objetivo de este trabajo es implementar, comparar y analizar la robustez de los métodos de Phase-Locked-Loop y Zero-Crossing, Gauss-Newton y Gauss-Newton recursivo en simulaciones en el dominio del tiempo en Matlab/Simulink. Los parámetros de estos métodos se ajustan para diferentes escenarios en un banco de pruebas de media tensión. Los parámetros sensibles de los métodos de estimación de frecuencia muestran una correlación lineal con la magnitud del desequilibrio de potencia activa, por lo que se puede diseñar una implementación simple para las simulaciones. Con el cálculo de parámetros linealizados para los métodos de estimación de frecuencia, la frecuencia local como entrada para el control del convertidor se utiliza para la respuesta de frecuencia rápida de un convertidor de potencia completa, que contrarresta las desviaciones de frecuencia en el sistema de energía. Finalmente, se comparan dos implementaciones diferentes de la respuesta de frecuencia rápida. El Método de Zero-Crossing muestra la mejor robustez y el Phase-Locked Loop logra el mejor resultado absoluto.