Estabilidad de microrredes CA y microrredes CC frente a diferentes tipos de carga

Abstract

Las microrredes son sistemas de potencia de pequeña escala con importantes beneficios, tales como permitir la incorporación de generación eléctrica más económica a zonas como islas o sectores rurales, posibilitar un uso más eficiente de la energía gracias a la integración de generación distribuida o ser más amigables con el medio ambiente al usar fuentes de energía renovables. No obstante, debido a diversos factores, el diseño de las microrredes puede ser especialmente complejo. Se deben considerar aspectos como el tipo de operación de la microrred (conectado o desconectado de una red externa), el control de esta misma, el tipo de cargas, etc. Una de las decisiones más importantes en el diseño de la microrred, es analizar si esta debe ser de corriente alterna (CA) o de corriente continua (CC). Es por ello que en esta memoria se evidencian los principales problemas relacionados a la estabilidad en microrredes de CA y CC con control droop mediante la conexión de diferentes modelos de carga en el sistema, con el fin de comprobar la eficiencia de cada microrred en distintos escenarios. El diseño de la microrred de CA se realiza usando fasores dinámicos en ejes polares, representando al sistema por medio de una relación impedancia-admitancia en un punto de conexión común (PCC). Por su parte, la microrred CC es modelada mediante elementos básicos de un circuito eléctrico, lo cual permite un diseño más simple y la posibilidad de estudiar varios generadores conectados a un PCC. Para analizar las microrredes se efectúan estudios de estabilidad en pequeña señal a partir de modelos analíticos en el programa computacional Matlab, donde la ubicación de los polos de cada sistema determina el estado de la red. Luego, se corroboran los modelos analíticos mediante simulaciones dinámicas en Simulink. Se investiga la influencia de cargas pasivas, del tipo máquina de inducción (MI) y de potencia constante (CPL) en microrredes aisladas de la red principal, teniendo como conclusión que la carga CPL es problemática para la estabilidad y el análisis de la microrred. Diversos estudios sobre el efecto de variar los parámetros de los sistemas también son realizados. Finalmente, diferentes modelos de microrredes CC y CA con control droop son correctamente validados frente a distintas configuraciones de carga, los cuales son aplicables para futuros trabajos.