Simulación de un sistema HDVC de alta potencia en tiempo real.
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Date
2025
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
En este trabajo se aborda el modelado, control y validación en una simulación en tiempo real de un enlace HVDC LCC bipolar de 12 pulsos, con énfasis en la regulación de potencia activa y la compensación de potencia reactiva en el patio AC. El desarrollo parte de un modelo EMT en Simulink el cual es un ambiente propicio para el ensayo y sintonización de controladores y posteriormente se organiza para ejecución en HIL en OPAL-RT/RT-LAB. La planta y el control son simulados en 2 OPAL por separadas, intercambiando señales por E/S analógica escalada a ±10 V.
El esquema de control estudiado es del tipo desacoplado: el rectificador ajusta la corriente continua mediante el ángulo alfa α (determinando el flujo de potencia) y el inversor mantiene la tensión continua nominal (600 kV) mediante el ángulo beta o gamma (β/γ), respetando los márgenes de extinción de los semiconductores. Se realizan dos estudios: dinámico, con cambios de potencia activa de 3 GW a 1 GW en ambas direcciones (N-S y S-N) y estacionaria, comparando señales AC pre/post filtrado. En dinámica, el sistema muestra cambios estables de la corriente continua sin variar la tensión en los terminales del inversor e inversión de potencia por cambio de polaridad sin pérdida de estabilidad. En estacionario, los filtros pasivos (sintonizados y de banda ancha) reducen el THD y el desfase V–I; en el lado inversor la superposición V–I posfiltro se observa cercana a 180°, equivalente a 0° por convención de polaridad, coherente con un factor de potencia próximo a la unidad.
El trabajo entrega un procedimiento reproducible para llevar un HVDC LCC modelado electromagnético-transitorio (EMT) a uno simulado en tiempo real (HIL). Esto implica en diseñar controladores, implementar filtros de armónicos y compensación de reactivos, modelar el sistema y adaptar la simulación a un entorno en RTLAB, constituyendo una base sólida para validar controladores reales y explorar topologías VSC e híbridas en estudios futuros. Entre los más relevantes se considera el desarrollo de PPLs, estrategias de control ante sags, swells y variaciones de frecuencia de red.
Description
Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Eléctrico/a.
Keywords
Electricidad Transmisión, Rectificadores de corriente eléctrica, Inversores eléctricos