Impacto de la penetración fotovoltaica en las oscilaciones de ángulo de potencia el sistema eléctrico de la Isla Santa Cruz y Baltra: Análisis y propuesta de control con PV-STATCOM
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Date
2024-09-24
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Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
The need for decarbonization of the global electrical grid and the growing trend towards generation
from unconventional renewable sources, such as photovoltaic energy, have given rise to a new paradigm in energy infrastructure. This transition is not without technological challenges, as power converter-based generation systems lack the rotor angle stability properties that characterize conventional electrical systems and have been shown to negatively impact the transient stability of these systems. To address these new challenges, an analysis of the impact caused by the replacement of conventional generation with photovoltaic generation is carried out, and a power system stabilizer based on a PV-STATCOM is proposed to integrate a photovoltaic generation system into the electrical grid.
Through simulations in Simulink and Matlab of an electrical system based on the topology of the Santa Cruz and Baltra islands’ electrical grid, the impact on transient stability of the transition to large-scale photovoltaic generation is analyzed. The study results show that integrating this type of generation worsens the system’s transient response. However, it is evident that proposing a power system stabilizer based on photovoltaic converters in PV-STATCOM mode significantly improves the system’s response. This opens up the possibility for large-scale transition to cleaner energy sources in electrical systems, improving system stability through control techniques based on the same power converters used for clean energy generation.
Resumen
Las necesidades de descarbonización de la matriz eléctrica mundial y la creciente tendenciahacia la generación con fuentes renovables, como la energía fotovoltaica, han dado lugar a un nuevo paradigma en la infraestructura energética. Esta transición presenta desafíos tecnológicos, ya que los sistemas de generación basados en convertidores de potencia carecen de las propiedades que caracterizan la estabilidad de ángulo de rotor de los sistemas eléctricos convencionales, afectando negativamente la estabilidad transitoria. Para abordar estos desafíos, se analiza el impacto del reemplazo de generación convencional por generación fotovoltaica y se propone un estabilizador de sistemas de potencia basado en un PV-STATCOM.
Mediante simulaciones en Simulink y Matlab de un sistema eléctrico basado en la topología de las islas Santa Cruz y Baltra, se estudia el impacto en la estabilidad transitoria de la transición a generación fotovoltaica a gran escala. Los resultados indican que integrar este tipode generación empeora la respuesta transitoria del sistema. Sin embargo, se evidencia que al usar un estabilizador basado en convertidores fotovoltaicos en modo PV-STATCOM, hay una mejora significativa en la respuesta del sistema. Esto abre la posibilidad de una transición a gran escala hacia fuentes de energía más limpias, mejorando la estabilidad mediante técnicas
de control basadas en los convertidores usados para la generación.
Keywords
Ingeniería Eléctrica, Generación fotovoltaica, Compensador sincrónico, Estabilidad transitoria
Citation
Código de tesis
TE;520