Modelado de próxima generación para recursos energéticos distribuidos basados en inversores
Este proyecto de 2021 desarrolló un modelo analítico basado en circuitos para recursos energéticos distribuidos (DER) basados en inversores para mejorar las simulaciones del sistema de energía y la planificación operativa.
Desafíos
Los modelos tradicionales de flujo de potencia no representan con precisión la generación basada en inversores , lo que genera simulaciones inestables y una planificación inexacta .
Los modelos DER existentes enfrentan problemas de convergencia , particularmente en sistemas con alta penetración de generación renovable .
Los operadores de red necesitan mejores herramientas analíticas para modelar el comportamiento del inversor en tiempo real y su impacto en la estabilidad del sistema.
Enfoque (Metodología y Análisis)
1. Desarrollo de un modelo de generador distribuido basado en inversor (IBDG)
Se creó un modelo analítico para la generación distribuida basada en inversores para representar mejor el comportamiento en estado estable en simulaciones de flujo de potencia.
Se amplió el trabajo previo incorporando límites de sobrecorriente y control Volt/VAR , garantizando el cumplimiento de las regulaciones IEEE 1547 .
Se utilizaron técnicas de modelado de circuitos equivalentes para construir un modelo continuo de primer orden, mejorando la convergencia para el análisis del flujo de potencia a gran escala.
2. Implementación de un control mejorado de voltios/VAR para inversores
Se desarrolló una función continua por partes para modelar mejor el soporte de potencia reactiva en diferentes condiciones de voltaje.
Se evitaron los algoritmos de conmutación PV/PQ tradicionales, que se sabe que causan problemas de convergencia en los solucionadores de Newton-Raphson .
Se aplicaron técnicas de homotopía y relajación para garantizar un rendimiento de simulación sólido en diversas condiciones de red.
3. Validación del rendimiento y pruebas de simulación
Se comparó el modelo propuesto con los modelos de inversor GridLAB-D y se validaron los resultados utilizando simulaciones transitorias electromagnéticas sintéticas en EMTP-RV .
Se evaluaron tres alimentadores de distribución prototípicos de PG&E , evaluando el impacto de diferentes ubicaciones de inversores y niveles de penetración.
Hallazgos y perspectivas clave
Representación más precisa de la generación basada en inversores en el análisis del flujo de potencia
El modelo tiene en cuenta correctamente los modos de control del inversor, los límites de sobrecorriente y la respuesta Volt/VAR , lo que garantiza una mejor alineación con el comportamiento del inversor en el mundo real.
Perfiles de voltaje mejorados en comparación con los modelos tradicionales
Los modelos GridLAB-D sobreestimaron las contribuciones del inversor , lo que llevó a posibles representaciones erróneas de la estabilidad del sistema.
El nuevo modelo proporcionó magnitudes de voltaje que eran más cercanas al comportamiento real en estado estable , reduciendo los errores de sobretensión y subtensión .
Mejor planificación de la red para sistemas de alta densidad de energía renovable (DER)
El modelo permite a las empresas de servicios públicos simular un comportamiento realista de los inversores , lo que respalda mejores decisiones de planificación para redes de distribución de energía con alto contenido renovable .