Modelado y análisis de estabilidad basado en la dinámica de voltaje interno en Synchronverter
Autores: Zhang, Yao; Mou, Jiajun; Zhang, Fan; Huang, Na
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado y análisis de estabilidad basado en la dinámica de voltaje interno en Synchronverter
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Energía renovable
Generadores síncronos
Redes eléctricas
Análisis de estabilidad
Generadores síncronos virtuales
Dinámica de voltaje interno
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Con la penetración centralizada a gran escala de energía renovable representada por turbinas eólicas y generación de energía fotovoltaica, la inercia equivalente y el par sincrónico de las redes eléctricas tradicionales han disminuido, lo que está empeorando la dinámica de frecuencia y amenazando la estabilidad y confiabilidad de las redes eléctricas. Los generadores síncronos virtuales (VSGs) son un tipo de inversor amigable con la red en microredes (MGs) que imitan a los generadores síncronos rotativos (SGs) para mantener la estabilidad del sistema con la creciente penetración de convertidores electrónicos de potencia. En este documento, se investiga el método de análisis de estabilidad de un tipo de VSG, el synchronverter, basado en la dinámica de voltaje interno. Se introducen los componentes de par que afectan al mecanismo de estabilidad de sincronización, inercia y par de amortiguamiento, lo que ofrece una comprensión física de la estabilidad transitoria y el rendimiento dinámico. La insuficiencia en el par de amortiguamiento o de sincronización aumentaría la posibilidad de inestabilidad. El método de caracterización de los mecanismos de estabilidad puede ser ilustrado por el diagrama de fasores del voltaje interno del synchronverter. También se discuten algunos casos bajo diferentes perturbaciones que cambian el patrón de par de sincronización y de amortiguamiento y, a su vez, influyen en la dinámica de voltaje interno de los synchronverters. Además, se propone un bucle de control de corrección auxiliar y se añade en el bucle de control del synchronverter para mejorar la robustez del synchronverter contra las perturbaciones. El coeficiente ajustable del bucle de corrección se analiza basándose en el método de voltaje interno. Los resultados de simulación verifican la validez del método de estabilidad de voltaje interno en los synchronverters.
Descripción
Con la penetración centralizada a gran escala de energía renovable representada por turbinas eólicas y generación de energía fotovoltaica, la inercia equivalente y el par sincrónico de las redes eléctricas tradicionales han disminuido, lo que está empeorando la dinámica de frecuencia y amenazando la estabilidad y confiabilidad de las redes eléctricas. Los generadores síncronos virtuales (VSGs) son un tipo de inversor amigable con la red en microredes (MGs) que imitan a los generadores síncronos rotativos (SGs) para mantener la estabilidad del sistema con la creciente penetración de convertidores electrónicos de potencia. En este documento, se investiga el método de análisis de estabilidad de un tipo de VSG, el synchronverter, basado en la dinámica de voltaje interno. Se introducen los componentes de par que afectan al mecanismo de estabilidad de sincronización, inercia y par de amortiguamiento, lo que ofrece una comprensión física de la estabilidad transitoria y el rendimiento dinámico. La insuficiencia en el par de amortiguamiento o de sincronización aumentaría la posibilidad de inestabilidad. El método de caracterización de los mecanismos de estabilidad puede ser ilustrado por el diagrama de fasores del voltaje interno del synchronverter. También se discuten algunos casos bajo diferentes perturbaciones que cambian el patrón de par de sincronización y de amortiguamiento y, a su vez, influyen en la dinámica de voltaje interno de los synchronverters. Además, se propone un bucle de control de corrección auxiliar y se añade en el bucle de control del synchronverter para mejorar la robustez del synchronverter contra las perturbaciones. El coeficiente ajustable del bucle de corrección se analiza basándose en el método de voltaje interno. Los resultados de simulación verifican la validez del método de estabilidad de voltaje interno en los synchronverters.