Descripció del projecte
Els sistemes d’energia moderns estan experimentant una profunda transició cap a arquitectures dominades per convertidors d’energia electrònica. Durant aquesta transició, les màquines síncrones, convertidors de diversos tipus, enllaços HVDC i diverses estratègies de control han de coexistir dins de la mateixa xarxa. L’heterogeneïtat de les tecnologies i els comportaments dinàmics introdueix un alt risc d’interaccions adverses, incloent ressonàncies, modes oscil·latoris i pèrdua d’estabilitat.
El creixent desplegament de convertidors de formació de xarxa (GFM), ara considerats essencials en sistemes emergents de baixa inèrcia, se suma a la diversitat de comportaments dinàmics ja presents en xarxes que contenen màquines síncrones, convertidors de seguiment de xarxa (GFL), sistemes LCC-HVDC i dispositius FACTS. El funcionament simultani d’aquestes tecnologies heterogènies pot conduir a acoblaments dinàmics complexos els mecanismes dels quals encara no s’entenen del tot. Aquesta complexitat posa de manifest la necessitat d’eines analítiques capaces de representar amb precisió la dinàmica dels sistemes moderns basats en convertidors.
Les tècniques d’anàlisi d’estabilitat tradicionals, originalment desenvolupades per a xarxes dominades per màquines i sistemes LCC-HVDC, no representen adequadament els bucles de control ràpid, passivitat reduïda i característiques no lineals típiques dels sistemes basats en convertidors contemporanis. Hi ha una necessitat urgent d’investigació sistemàtica per identificar els riscos d’interacció i desenvolupar metodologies que reflecteixin la dinàmica del sistema actual. Aquest projecte té com a objectiu establir un marc rigorós per identificar, caracteritzar i mitigar les interaccions negatives en xarxes dominades per convertidors, amb especial èmfasi en el comportament del convertidor GFM. Un component central és el desenvolupament d’estratègies de control i directrius metodològiques per garantir la passivitat, suprimir les condicions ressonants i prevenir les interaccions desestabilitzadores entre dispositius heterogenis.
Les solucions proposades s’implementaran i validaran a través d’un enfocament multicapa. Les anàlisis lineals s’utilitzaran per detectar modes crítics i mecanismes d’interacció. Les simulacions de transitoris electromagnètics (EMT) capturaran efectes no lineals i d’amplada de banda alta. Finalment, la validació experimental es durà a terme utilitzant les plataformes Controller-Hardware-in-the-Loop (C-HIL) i Power-Hardware-in-the-Loop (P-HIL) per avaluar el rendiment del controlador en temps real i confirmar l’estabilitat del sistema.
Estructura del projecte
Part 1: Identificació i caracterització de mecanismes d’interacció en sistemes de potència de tecnologia mixta
Part 2: Desenvolupament de tècniques d’anàlisi modernes per detectar riscos d’interacció i ressonància
Part 3: Disseny d’estratègies de control de passivitat per a controladors convertidors
Part 4: Validació mitjançant anàlisi de senyals petits, simulacions EMT i proves C-HIL/P-HIL
