Implementación de control Grid-Forming VSG dentro de una microrred experimental.
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Date
2025
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
La generación a partir de fuentes de energía renovable ha ido aumentando su cuota de participación en las redes eléctricas. Comúnmente esto requiere de convertidores de potencia para acondicionar la naturaleza de la generación con el objetivo de conectar la unidad generadora a la red de AC. Sin embargo, este tipo de generación no ayuda en la regulación de la frecuencia en la red donde se conecta, al no poseer un elemento inercial que aporte efectivamente en ello. En las unidades generadoras convencionales la inercia aportada es la asociada con el rotor de generadores síncronos. Así, a medida que se aumente la cuota de generación a partir de fuentes de energía renovable, en desmedro de la cuota de generadoras convencionales, la inercia de la red irá decayendo, ocasionando una pobre regulación de la frecuencia.
Ante esto, se han planteado diversos métodos para lograr que los convertidores de potencia dichos aporten con inercia a la red y tengan la capacidad de compartir la potencia que entregan con las demás unidades generadoras, tal como lo hacen los generadores síncronos. A estos métodos se les nombra generalmente como Grid-Forming. De entre los métodos se destaca el llamado VSG, que se basa de un lazo de control que emula la ecuación de oscilación de un generador síncrono, aportando con una inercia “virtual” a la red en donde se conecta el inversor.
Si bien se han desarrollado diferentes variaciones y enfoques de este método, estos avances no se ven comúnmente plasmados en implementaciones experimentales, en las cuales se tiene un mayor acercamiento al contexto real en donde se piensan utilizar estos métodos de control. Así entonces, en este proyecto se realiza el desarrollo, diseño y simulación de una técnica Grid-Forming VSG para luego probar su eficacia en una implementación experimental en donde se emula una microrred. Esta está formada por dos inversores en paralelo y un número discreto de cargas. Finalmente, se evalúa la capacidad del método en cuanto a su capacidad de regular la frecuencia en la microrred y se compara con los resultados obtenidos en las simulaciones. Los resultados demuestran que, al implementar el lazo de control VSG desarrollado en uno de los inversores de la microrred experimental, se logra regular la frecuencia en esta con una dinámica de 1er orden respecto de cambios en la potencia que entrega el inversor.
Description
Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Eléctrico/a.
Keywords
Distribución de energía eléctrica, Inversores eléctricos, Recursos energéticos renovables