Modelo equivalente de un sistema trifásico de generación fotovoltaica para analizar variaciones de voltaje en un sistema de distribución radial

• Juan Camilo Toro-Cadavid ^[1] ; Carlos Andrés Ramos-Paja ^[1] ; Andrés Julián Saavedra-Montes ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: Scientia et Technica, ISSN 0122-1701, Vol. 25, Nº. 2, 2020, págs. 205-215
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • EquivalentModel of a Three Phase System of Photovoltaic Generation to Analyze Voltage Variations in a Radial Distribution System
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    En este artículo se presenta el modelado de un sistema trifásico de generación fotovoltaica para analizar variaciones de voltaje sobre un sistema de distribución radial. El sistema de distribución radial se representa con un modelo de referencia, el cual se utiliza ampliamente en el análisis de sistemas de distribución con generación distribuida y microrredes eléctricas. La estimación de parámetros de este modelo se completa seleccionando la distribución aérea de los conductores y posteriormente calculando sus componentes de secuencia. También se propone el modelo de un sistema trifásico de generación fotovoltaica para analizar la variación del voltaje. El modelo representa un arreglo de paneles fotovoltaicos, un convertidor dc/dc con su sistema de control y un inversor trifásico. Se selecciona el software Simulink de MATLAB para simular el sistema de distribución y el sistema de fotovoltaico. Los componentes del sistema trifásico de generación fotovoltaica son parametrizados con información de equipos comerciales. Para facilitar la implementación del modelo del sistema trifásico de generación fotovoltaica en los softwares de análisis, se seleccionan modelos reducidos de los componentes. Finalmente, el modelo propuesto para el sistema trifásico de generación fotovoltaica se valida simulando fallas monofásicas a lo largo del alimentador y cambios de irradiación solar sobre los generadores fotovoltaicos y observando el comportamiento del voltaje en un nodo del sistema de distribución. Los resultados muestran que el cambio en la irradiación solar y las fallas monofásicas influyen sobre el comportamiento del voltaje dependiendo del nivel de penetración fotovoltaica y la ubicación de los generadores.

  • English

    In this paper, the modelling of a three-phase photovoltaic system, for analyzing voltage variationin a radial distribution system, is presented. The radial distribution system is represented by a benchmark which is widely used in the analysis of distribution systems with distributed generation, and electrical microgrids. The parameters estimation of this model is performed by selecting the aerial distribution of conductors and then calculating the sequence components. Moreover, a model of a three-phase photovoltaic generation system for analyzing voltage variations is proposed. The model represents an array of photovoltaic panels, a dc/dc converter with its control system, and a three-phase inverter. The software MATLAB/Simulink is chosen to simulate both the distribution and the photovoltaic systems. All the components of the three-phase photovoltaic system are parametrized with information of commercial equipment. To facilitate the implementation of the system model in the analysis program, reduced models of its components are selected. Finally, the proposed model ofthe three-phase photovoltaic system is validated by simulating single-phase faults along the feeder and changes of irradiance over the photovoltaic generators and observing the voltage behavior in one node of the distribution system.The results show that irradiance changes and single-phase faults affect the voltage behavior depending on the photovoltaic penetration level and the generators location.