Descripció del projecte
Los sistemas de energía modernos están experimentando una profunda transición hacia arquitecturas dominadas por convertidores de energía electrónica. Durante esta transición, las máquinas síncronas, convertidores de varios tipos, enlaces HVDC y diversas estrategias de control deben coexistir dentro de la misma red. La heterogeneidad de las tecnologías y comportamientos dinámicos introduce un alto riesgo de interacciones adversas, incluyendo resonancias, modos oscilatorios y pérdida de estabilidad.
El creciente despliegue de convertidores de formación de red (GFM), ahora considerados esenciales en sistemas emergentes de baja inercia, se suma a la diversidad de comportamientos dinámicos ya presentes en redes que contienen máquinas síncronas, convertidores de seguimiento de red (GFL), sistemas LCC-HVDC y dispositivos FACTS. El funcionamiento simultáneo de estas tecnologías heterogéneas puede conducir a ensamblajes dinámicos complejos cuyos mecanismos todavía no se entienden del todo. Esta complejidad pone de manifiesto la necesidad de herramientas analíticas capaces de representar con precisión la dinámica de los sistemas modernos basados en convertidores.
Las técnicas de análisis de estabilidad tradicionales, originalmente desarrolladas para redes dominadas por máquinas y sistemas LCC-HVDC, no representan adecuadamente los bucles de control rápido, pasividad reducida y características no lineales típicas de los sistemas basados en convertidores contemporáneos. Existe una urgente necesidad de investigación sistemática para identificar los riesgos de interacción y desarrollar metodologías que reflejen la dinámica del sistema actual. Este proyecto tiene como objetivo establecer un marco riguroso para identificar, caracterizar y mitigar las interacciones negativas en redes dominadas por convertidores, con especial énfasis en el comportamiento del convertidor GFM. Un componente central es el desarrollo de estrategias de control y directrices metodológicas para garantizar la pasividad, suprimir las condiciones resonantes y prevenir las interacciones desestabilizadoras entre dispositivos heterogéneos.
Las soluciones propuestas se implementarán y validarán mediante un enfoque multicapa. Los análisis lineales se utilizarán para detectar modos críticos y mecanismos de interacción. Las simulaciones de transitorios electromagnéticos (EMT) capturarán efectos no lineales y de ancho de banda alta. Por último, la validación experimental se llevará a cabo utilizando las plataformas Controller-Hardware-in-the-Loop (C-HIL) y Power-Hardware-in-the-Loop (P-HIL) para evaluar el rendimiento del controlador en tiempo real y confirmar la estabilidad del sistema.
Estructura del proyecto
Parte 1: Identificación y caracterización de mecanismos de interacción en sistemas de potencia de tecnología mixta
Parte 2: Desarrollo de técnicas de análisis modernas para detectar riesgos de interacción y resonancia
Parte 3: Diseño de estrategias de control de pasividad para controladores convertidores
Parte 4: Validación mediante análisis de señales pequeñas, simulaciones EMT y pruebas C-HIL/P-HIL
