自同步变换器:考虑自同步的60hz电力系统中虚拟惯性注入变换器的同步发电机仿真

Jonathan Riofrio, Csaba Farkas
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摘要

可再生能源发电和智能电网的整合是当前电力系统的趋势。然而,这些都加剧了现代系统运行中惯性的缺乏。这导致了新技术的出现,试图数字化模拟系统的惯性,从而解决这一操作限制。其中一种技术是同步变换器(CS),它试图使用直流/交流变换器复制同步发电机(GS)的运行。事实上,SV允许电力系统控制连接到电网的可再生能源工厂,并防止其运行过程中电压和频率稳定性的损失。本研究提出了SV原始模型的一个变体,该模型能够在连接前自动与网络同步,并在连接后跟踪网络频率。同样,SV的功率电路作了修改,以包括光伏(光伏)的植物和跟踪控制器的最大输出点(MPPT)作为直流电压源。这与计算的参数SV为60hz频率对此研究的新奇。最后,MATLAB仿真证实了所提出的SV在测试网络有功(P)和无功(Q)功率变化下的可靠运行。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Auto – Conversores Sincrónicos: Emulación de Generadores Sincrónicos con Conversores para la Inyección de Inercia Virtual en Sistemas de Potencia de 60 Hz Considerando Auto-sincronización
La generación de electricidad a partir de fuentes renovables y la integración de las redes eléctricas inteligentes son tendencias en la actualidad de los sistemas eléctricos de potencia. Sin embargo, estos están intensificando la falta de inercia durante la operación de los sistemas modernos. Esto ha conllevado a la aparición de nuevas técnicas que buscan emular la inercia de los sistemas digitalmente, y así resolver esta limitación operativa. Una de estas técnicas es la denominada como conversores sincrónicos (CS) que busca replicar la operación de un generador sincrónico (GS) utilizando conversores CC/CA. De hecho, un SV permite que los sistemas eléctricos de potencia controlen las plantas de energía renovable conectadas a la red y evita la pérdida de estabilidad de voltaje y frecuencia durante su operación. Esta investigación presenta una variación del modelo original del SV, la misma que es capaz de auto sincronizarse con la red antes de su conexión, y además rastrear la frecuencia de la red después de esto. De igual manera, el circuito de potencia del SV ha sido modificado para incluir una planta fotovoltaica (FV) y un controlador de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) como fuentes de voltaje en CC. Esto junto con el cálculo de los parámetros del SV para una frecuencia de 60 Hz brinda novedad a esta investigación. Finalmente, las simulaciones en MATLAB confirman una operación confiable del SV propuesto ante variaciones de potencia activa (P) y reactiva (Q) en una red de prueba.
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