Control de plantas fotovoltaicas interconectadas a través de VSC para mejorar las oscilaciones de potencia en un sistema de energía
Autores: Medina-Quesada, Ángeles; Gil-González, Walter; Montoya, Oscar Danilo; Molina-Cabrera, Alexander; Hernández, Jesus C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control de plantas fotovoltaicas interconectadas a través de VSC para mejorar las oscilaciones de potencia en un sistema de energía
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Metodología propuesta
Control primario de frecuencia
VSC
IDA-PBC
Plantas fotovoltaicas
Oscilaciones de potencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una metodología integrada aplicada a plantas fotovoltaicas (PV) para mejorar el rendimiento dinámico de los sistemas eléctricos de potencia. La metodología propuesta se basa en el control de frecuencia primaria, que agrega una señal auxiliar a la referencia de voltaje del enlace CC para el convertidor de fuente de voltaje (VSC) con el fin de reducir las oscilaciones de potencia. Esta señal auxiliar se calcula relacionando la energía almacenada en el VSC del enlace CC y la energía almacenada en el eje de la máquina síncrona. Además, la metodología considera los límites operativos del VSC, que prioriza la potencia activa sobre la potencia reactiva. Además, el control del VSC se evalúa con el control basado en pasividad de asignación de interconexión y amortiguamiento (IDA-PBC), así como se compara con el control convencional PI. Se emplea IDA-PBC para diseñar un controlador asintóticamente estable de Lyapunov utilizando las propiedades estructurales hamiltonianas del modelo en lazo abierto del VSC. Se emplea un sistema de prueba de 12 buses que considera plantas PV para comparar el control propuesto por IDA-PBC con un enfoque de control proporcional-integral clásico. Se analiza el impacto de la metodología propuesta en cuatro escenarios con diferentes niveles de penetración de PV (10%, 30%, 50% y 80%) y cuatro grandes perturbaciones en el sistema de prueba de potencia. Además, se analiza una disminución de la inercia de las máquinas síncronas del 100 al 25%. Los resultados de la simulación en el dominio del tiempo muestran que las oscilaciones de frecuencia se reducen en un 16.8%, 38.43%, 37.53% y 76.94% en comparación con el caso en el que no se implementó la metodología propuesta. Las simulaciones se realizaron utilizando la caja de herramientas SimPowerSystems del software MATLAB/Simulink.
Descripción
Este documento presenta una metodología integrada aplicada a plantas fotovoltaicas (PV) para mejorar el rendimiento dinámico de los sistemas eléctricos de potencia. La metodología propuesta se basa en el control de frecuencia primaria, que agrega una señal auxiliar a la referencia de voltaje del enlace CC para el convertidor de fuente de voltaje (VSC) con el fin de reducir las oscilaciones de potencia. Esta señal auxiliar se calcula relacionando la energía almacenada en el VSC del enlace CC y la energía almacenada en el eje de la máquina síncrona. Además, la metodología considera los límites operativos del VSC, que prioriza la potencia activa sobre la potencia reactiva. Además, el control del VSC se evalúa con el control basado en pasividad de asignación de interconexión y amortiguamiento (IDA-PBC), así como se compara con el control convencional PI. Se emplea IDA-PBC para diseñar un controlador asintóticamente estable de Lyapunov utilizando las propiedades estructurales hamiltonianas del modelo en lazo abierto del VSC. Se emplea un sistema de prueba de 12 buses que considera plantas PV para comparar el control propuesto por IDA-PBC con un enfoque de control proporcional-integral clásico. Se analiza el impacto de la metodología propuesta en cuatro escenarios con diferentes niveles de penetración de PV (10%, 30%, 50% y 80%) y cuatro grandes perturbaciones en el sistema de prueba de potencia. Además, se analiza una disminución de la inercia de las máquinas síncronas del 100 al 25%. Los resultados de la simulación en el dominio del tiempo muestran que las oscilaciones de frecuencia se reducen en un 16.8%, 38.43%, 37.53% y 76.94% en comparación con el caso en el que no se implementó la metodología propuesta. Las simulaciones se realizaron utilizando la caja de herramientas SimPowerSystems del software MATLAB/Simulink.