Descripció del projecte
Els sistemes elèctrics moderns estan cada vegada més dominats per convertidors basats en electrònica de potència. Els convertidors de potència són presents en els principals generadors d’energia renovable (eòlica i solar fotovoltaica), interfícies d’emmagatzematge d’energia, sistemes de transmissió en corrent continu d’alta tensió (HVDC), sistemes flexibles de transmissió en corrent altern (FACTS), carregadors de vehicles elèctrics i accionaments industrials. A més, algunes unitats tradicionals basades en generadors síncrons, com ara les centrals hidroelèctriques, estan implementant solucions amb electrònica de potència per millorar la flexibilitat de la planta (especialment per al funcionament de bombament a velocitat variable en centrals bidireccionals). Arreu del món, estem presenciant una transformació del sistema cap a un model dominat per l’electrònica de potència tant en alta, mitjana com baixa tensió. Això està canviant l’estructura dels sistemes de generació, transmissió i distribució.
Els convertidors de potència són diferents dels generadors síncrons, ja que són dispositius totalment controlables però amb una capacitat de sobrecàrrega molt limitada. En comparació amb els generadors síncrons, els convertidors tenen una inèrcia molt reduïda, i això implica que una alta penetració de convertidors pot posar en risc l’estabilitat global del sistema.
La temàtica de l’anàlisi en règim permanent dels sistemes elèctrics es considerava madura durant les darreres dècades. La recerca incremental s’ha centrat en millorar el temps de càlcul per a sistemes de gran escala i en garantir la completitud de les solucions trobades. L’irrupció de l’electrònica de potència en el sistema ha empès la comunitat investigadora a estudiar sistemes moderns, però tots els projectes s’han centrat en la inèrcia limitada i en les interaccions dinàmiques entre convertidors. Tot i que aquests estudis són certament rellevants, hi ha un repte important de recerca relacionat amb la reformulació de l’anàlisi en règim permanent dels sistemes elèctrics per tal de considerar la naturalesa especial dels convertidors de potència.
Cadascun dels estats de saturació implica diferents equacions de control per als convertidors de potència. El projecte preveu sistemes complexos amb múltiples convertidors. Quan es tracta d’analitzar el règim permanent, es consideraran les diferents combinacions possibles d’estats de saturació als diversos convertidors i s’analitzaran totes les possibles solucions del sistema tenint en compte aquestes combinacions. A més, per a cada combinació individual, poden existir múltiples solucions, com ja s’ha observat en enfocaments tradicionals.
Els diferents reptes exposats han evidenciat que els mètodes actuals d’anàlisi en règim permanent fallen a l’hora de realitzar càlculs en sistemes elèctrics fortament dominats per electrònica de potència. El projecte pretén afrontar el repte de formular un enfocament completament diferent i innovador. L’objectiu general del projecte és establir unes noves bases teòriques per a l’anàlisi en règim permanent, equivalents de xarxa i càlculs de curtcircuits en sistemes elèctrics moderns amb electrònica de potència.
Part 1: Solució en règim permanent dels sistemes elèctrics moderns
Part 2: Anàlisi dinàmica de les faltes
Part 3: Aplicacions i estudi de sistemes grans
Part 4: Validació de resultats i ús en proteccions
