Estrategias y modos de control de convertidores para la regulación de frecuencia en sistemas de potencia sin inercia

Abstract

Los SEP están experimentando una creciente inserción de fuentes ERNC, especialmente plantas fotovoltaicas y eólicas, las cuales se conectan a la red mediante convertidores. Actualmente, los convertidores conectados a SEP se operan en modo grid-following, donde el convertidor inyecta una potencia fija, sin participar en la respuesta inercial ni la regulación de frecuencia. No obstante, conforme aumenta la penetración de ERNC y disminuye la participación de generadores sincrónicos, es necesario que los convertidores adquieran nuevos esquemas de control para preservar la estabilidad del sistema. Concretamente, los modos de operación grid-supporting y grid-forming son alternativas a considerar en SEP futuros. En esta tesis se investiga la estabilidad de frecuencia en SEP con alta participación de energías renovables, considerando distintos modos de operación de convertidores. Particularmente, se consideran 3 escenarios de operación, uno de ellos con un 100 % de penetración de convertidores. Los resultados obtenidos muestran que un sistema con muy pocos o ningún generador sincrónico presenta un desempeño satisfactorio ante contingencias, siempre que los controladores asociados a convertidores se sintonicen adecuadamente y que algunos convertidores participen en la regulación de frecuencia. Asimismo, la frecuencia en un SEP dominado por convertidores demuestra una dinámica diferente a la de SEP tradicionales.