Auto – Conversores Sincrónicos: Emulación de Generadores Sincrónicos con Conversores para la Inyección de Inercia Virtual en Sistemas de Potencia de 60 Hz Considerando Auto-sincronización

• Autores: Johnny Riofrio, Csaba Farkas
• Localización: Revista Técnica "energía", ISSN-e 2602-8492, ISSN 1390-5074, Vol. 18, Nº. 2, 2022 (Ejemplar dedicado a: Revista Técnica "energía", Edición No. 18, ISSUE II), págs. 25-37
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Self-Synchronverters: Emulation of Synchronous Generators with Inverters to Inject Virtual Inertia into 60-Hz Power Systems Considering Self-Synchronization
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    La generación de electricidad a partir de fuentes renovables y la integración de las redes eléctricas inteligentes son tendencias en la actualidad de los sistemas eléctricos de potencia. Sin embargo, estos están intensificando la falta de inercia durante la operación de los sistemas modernos. Esto ha conllevado a la aparición de nuevas técnicas que buscan emular la inercia de los sistemas digitalmente, y así resolver esta limitación operativa. Una de estas técnicas es la denominada como conversores sincrónicos (CS) que busca replicar la operación de un generador sincrónico (GS) utilizando conversores CC/CA. De hecho, un SV permite que los sistemas eléctricos de potencia controlen las plantas de energía renovable conectadas a la red y evita la pérdida de estabilidad de voltaje y frecuencia durante su operación. Esta investigación presenta una variación del modelo original del SV, la misma que es capaz de auto sincronizarse con la red antes de su conexión, y además rastrear la frecuencia de la red después de esto. De igual manera, el circuito de potencia del SV ha sido modificado para incluir una planta fotovoltaica (FV) y un controlador de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) como fuentes de voltaje en CC. Esto junto con el cálculo de los parámetros del SV para una frecuencia de 60 Hz brinda novedad a esta investigación. Finalmente, las simulaciones en MATLAB confirman una operación confiable del SV propuesto ante variaciones de potencia activa (P) y reactiva (Q) en una red de prueba.

  • English

    Power generation from renewable resources and smart grid integration are trending topics in power systems nowadays. Nevertheless, they are strengthening the lack of inertia at the operation stage of the modern power systems. This fact has endorsed the emergence of new digital inertia emulation techniques in order to tackle this operative constraint. One of these techniques is the so-called synchronverter (SV) technology, which tries to mimic the operation of a synchronous generator (SG) using DC/AC inverters. Indeed, a SV lets power systems to control grid-connected renewable energy power plants and avoid losing voltage and frequency stability. This paper introduces a variation of the original model of a SV, which is able to synchronize itself with the electrical grid before the connection and track the frequency of the grid after it. Likewise, its power circuit is modified to include a photovoltaic (PV) system and a Maximum Power Point Tracker (MPPT) as DC voltage sources. It and the calculation of the SV parameters at 60-Hz frequency provide a grade of novelty to this research. Finally, the simulation results in MATLAB verify a reliable operation of the proposed SV under variations of active (P) and Reactive (Q) powers over a test grid.