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Modelado Electro-Térmico y Análisis Térmico de Convertidores de Condensadores Síncronos de Alta Inercia

Autores: Ouyang, Jinxin; Lin, Yaowei; Ye, Zhiqi; Diao, Yanbo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Modelado Electro-Térmico y Análisis Térmico de Convertidores de Condensadores Síncronos de Alta Inercia


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Almacenamiento de energía
Condensador sincrónico
Modelado electro-térmico
Convertidor
Parámetros térmicos
Soporte de potencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El condensador sincrónico de almacenamiento de energía de alta inercia (HI-ES-SC) se opera a través de mecanismos de velocidad variable excitados por rotor para proporcionar soporte de energía a la red. Los dispositivos de potencia están expuestos a tensiones electro-térmicas alternas, con implicaciones significativas para la fiabilidad del sistema. Por lo tanto, se desarrolla un enfoque de modelado electro-térmico para el convertidor de HI-ES-SC durante la operación de soporte de energía. La dinámica de conmutación y los estados de conducción se incorporan en el modelo. Se establece un marco teórico para analizar los mecanismos de pérdida y la evolución de la temperatura en la unión. Se construye un modelo electro-térmico acoplado, teniendo en cuenta los parámetros de la red térmica dependientes de la temperatura. Se propone una solución numérica para permitir la co-simulación de sistemas condensador-convertidor. Los resultados de la simulación indican que el error en la estimación de los parámetros térmicos se mantiene por debajo del 10%. Los hallazgos clave se resumen de la siguiente manera: bajo soporte de potencia activa, se observa que la temperatura máxima en la unión alcanza los 81.69 grados C durante el cruce de velocidad sincrónica, acompañado de una notable acumulación térmica de baja frecuencia. La correlación operativa-térmica derivada proporciona una guía crítica para el diseño térmico óptimo y la selección de dispositivos.

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