Métodos de inercia virtual para apoyar la estabilización de frecuencia en microredes autónomas de CA/CC
Autores: Hardan, Faysal; Norman, Rosemary; Tricoli, Pietro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Disponible con Suscripción Virtualpro
Artículos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
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Citaciones: Sin citaciones
Los microgrids aislados han sido considerados durante mucho tiempo entidades alternativas de sistemas de energía que pueden integrar varios tipos de fuentes de energía distribuidas como generadores de energía diésel y renovable, incluido el almacenamiento de energía. Las fuentes de energía renovable, como la eólica y la energía solar fotovoltaica, introducen baja inercia y alta intermitencia en el microgrid. Por esta razón, el control coordinado y la estabilización de la frecuencia son cruciales para mantener niveles de servicio más altos en el microgrid. Este artículo informa sobre el diseño y desarrollo de dos métodos propuestos para la provisión de inercia virtual, a saber, métodos basados en modelos y basados en filtros, que respaldan la estabilidad de frecuencia de los microgrids de CA/CC. La potencia inercial producida por estos métodos se implementó a través de convertidores de fuente de voltaje controlados por potencia, asociados con un sistema de almacenamiento de energía de batería de iones de litio. Para derivar y desarrollar las funciones para los proveedores de inercia virtual utilizando estos métodos, se desarrolló un nuevo modelo de potencia-velocidad electromecánica para representar la interacción entre los lados de CA/CC del microgrid y sus generadores. Se realizó un análisis de pequeña señal utilizando la forma linealizada de este modelo, además de derivar la ley para el método de inercia virtual basado en modelos. Se realizaron simulaciones y pruebas detalladas del sistema físico, y el análisis del rendimiento de las respuestas de velocidad del generador resultantes utilizando los métodos propuestos ilustró sus méritos en comparación con otros métodos, a saber, las técnicas estándar y de eventos de frecuencia.
Descripción
Los microgrids aislados han sido considerados durante mucho tiempo entidades alternativas de sistemas de energía que pueden integrar varios tipos de fuentes de energía distribuidas como generadores de energía diésel y renovable, incluido el almacenamiento de energía. Las fuentes de energía renovable, como la eólica y la energía solar fotovoltaica, introducen baja inercia y alta intermitencia en el microgrid. Por esta razón, el control coordinado y la estabilización de la frecuencia son cruciales para mantener niveles de servicio más altos en el microgrid. Este artículo informa sobre el diseño y desarrollo de dos métodos propuestos para la provisión de inercia virtual, a saber, métodos basados en modelos y basados en filtros, que respaldan la estabilidad de frecuencia de los microgrids de CA/CC. La potencia inercial producida por estos métodos se implementó a través de convertidores de fuente de voltaje controlados por potencia, asociados con un sistema de almacenamiento de energía de batería de iones de litio. Para derivar y desarrollar las funciones para los proveedores de inercia virtual utilizando estos métodos, se desarrolló un nuevo modelo de potencia-velocidad electromecánica para representar la interacción entre los lados de CA/CC del microgrid y sus generadores. Se realizó un análisis de pequeña señal utilizando la forma linealizada de este modelo, además de derivar la ley para el método de inercia virtual basado en modelos. Se realizaron simulaciones y pruebas detalladas del sistema físico, y el análisis del rendimiento de las respuestas de velocidad del generador resultantes utilizando los métodos propuestos ilustró sus méritos en comparación con otros métodos, a saber, las técnicas estándar y de eventos de frecuencia.