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Reducción de complejidad para el análisis de estabilidad impulsado por convertidores en sistemas de transmisión

Autores: Yellisetti, Viswaja; Moser, Albert

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Reducción de complejidad para el análisis de estabilidad impulsado por convertidores en sistemas de transmisión


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Convertidores electrónicos de potencia
Métodos de análisis de estabilidad
Dominio de frecuencia
Dominio del tiempo
Modelado de redes
Estabilidad impulsada por convertidor.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 37

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La alta penetración de convertidores electrónicos de potencia con sistemas de control complejos está cambiando la dinámica del sistema eléctrico, introduciendo nuevos desafíos como incidentes de estabilidad impulsados por convertidores. Los métodos tradicionales de análisis de estabilidad, adecuados para problemas clásicos como la estabilidad de voltaje, frecuencia y ángulo de rotor en sistemas grandes, son insuficientes para abordar la rápida dinámica de control de los convertidores, que involucran fenómenos electromagnéticos. Estos fenómenos requieren una modelización detallada de convertidores y redes, que puede realizarse tanto en los dominios de frecuencia como de tiempo, permitiendo llevar a cabo los respectivos análisis de estabilidad. Sin embargo, los métodos de dominio de frecuencia, basados en impedancias de pequeña señal linealizadas en un solo punto de operación, ignoran inherentemente fenómenos de dominio de tiempo como eventos de conmutación y comportamientos no lineales. En contraste, las simulaciones de transitorios electromagnéticos (EMT) en dominio de tiempo son efectivas para analizar la estabilidad impulsada por convertidores, pero son intensivas computacionalmente cuando se aplican a grandes sistemas de transmisión con numerosos casos de uso. Por lo tanto, para reducir la complejidad de la simulación en herramientas EMT, en este documento se propone un procedimiento de reducción de complejidad. Aprovechando las ventajas del dominio de frecuencia, como tiempos de simulación más rápidos e información sobre las características de frecuencia de banda ancha del sistema, este procedimiento utiliza las impedancias de pequeña señal e introduce un método de reducción de red. El procedimiento también utiliza el método de análisis de estabilidad en dominio de frecuencia para detectar casos de uso críticos en la red. Principalmente, este procedimiento es una cadena de herramientas de dominio de frecuencia que abarca el análisis de estabilidad en dominio de frecuencia y la reducción de red en dominio de frecuencia. El resultado de la cadena de herramientas es un tamaño de red reducido y casos de uso de red reducidos que pueden utilizarse para simulaciones EMT. El procedimiento se aplica a un sistema de 39 buses del IEEE, donde se evalúa la estabilidad impulsada por convertidores para dos casos de uso. Además, el método de reducción de red se prueba en un caso de uso crítico, demostrando reducciones en el tamaño de la red y en los tiempos de cálculo sin comprometer la calidad de los resultados del análisis de estabilidad.

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