Plataforma de simulación para estudios de estabilidad en una microrred

Abstract

En las últimas décadas las microrredes han sido de enorme interés por los investigadores debido al gran aumento de generación distribuida y a la necesidad de electrificación de zonas aisladas. Más aún, el incremento de generación por medio de fuentes renovables ha generado mayores desafíos en esta área con respecto a mecanismos de control, arquitecturas de comunicaciones, estabilidad de tensión y frecuencia, entre otros. Los diferentes esquemas de arquitectura y control que pueden existir en una microrred, así como también las diversas fuentes de generación que pueden operar, hace complejo actualmente modelar una plataforma que permita realizar estudios de estabilidad, de aquí nace la motivación y, a la vez, el objetivo principal del presente trabajo de título. La plataforma se desarrolla en Simulink y se basa en un sistema uninodal que cuenta con un generador diésel con control P-Q y V-f según sea el caso, un generador eólico con pitch control, un generador solar de inyección fija y un sistema batería-inversor con control droop. También, como consumos, se modela un motor de inducción y una carga que refleja el consumo domiciliario. Para evaluar el desempeño de la plataforma, se replica la operación real diaria de una microrred ubicada en el Norte de Chile en la comunidad de Huatacondo. Dicha microrred, opera de manera aislada de la red y su generación se basa en las mismas tecnologías implementadas en la plataforma donde el control de las variables eléctricas las realiza el inversor de las baterías y el generador diésel, el resto de los generadores se comportan como fuentes de corrientes. De esta manera, se logra desarrollar una plataforma de simulación para estudios de estabilidad en una microrred con un alto grado de precisión de acuerdo con la operación real vista en Huatacondo. Además, se lograron simular algunos casos de interés como identificar las sobre corrientes en el proceso de sincronización del generador diésel. También, se analizó la importancia que cumplen los sistemas de almacenamientos conectado por medio de un inversor y la influencia que tiene la impedancia de conexión de este último sobre el control de tensión en la microrred. Por otro lado, hay que tener gran cuidado en el valor que se le asigna a los filtros de salida de los generadores ERNC ya que estos dependen del punto de operación haciendo un sistema inestable y con gran consumo de memoria computacional cuando se realiza una mala elección de valores. Finalmente, se muestra la relevancia que hay en realizar ajustes de control adecuados cuando se conectan dos o más máquinas rotatorias para amortiguar las oscilaciones de potencia generadas entre ellas.