Implementación en ATP de benchmark IEEE 39 barras incluyendo modelos genéricos de generación fotovoltaica para estudios de integración de energías renovables a la red
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Date
2024-10-07
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
The increase in electrical energy consumption requires the study and development of different
generation technologies that allow supplying demand with efficiency, quality and safety. The work
presents a contribution to the analysis of the dynamic response of an electrical power system to
the input and output of photovoltaic generation in the Alternative Transients Program (ATP)
software, which is of the EMT (Electromagnetic Transient) type, considering an adequate level
detail of its components that allow analysis using effective values - RMS. For this, the 39-bar IEEE
test model is implemented with the respective control systems of the synchronous machines,
using IEEE models implemented through TACS. The approach of this work allows us to analyze
the response of an electrical system that has conventional generation units, to the entry of
generation based on sources that are connected by inverters. The entry of large blocks of this
type of generation reduces the inertia of the system and power reserves which, in dynamic events,
can lead to a loss of the system due to frequency. From this point of view, frequency response
analysis is important to determine the amount of inverter-based generation that can be connected
to a grid. A simulated power system in the ATP software allows it to be studied at a high level of
detail and precision, obtaining response signals in the phase domain. This allows the model to be
used for the analysis of slow transients and fast transients, contributing to the research of new
technologies in generation. Photovoltaic systems are currently more accessible, so their
integration into the SEP requires appropriate models for research and studies. Having the models,
as well as the system and its integration in this type of software, allows having a detailed reference
scenario for EMT studies of a power system.
Resumen
El incremento en el consumo de energía eléctrica requiere el estudio y desarrollo de diferentes
tecnologías de generación que permitan abastecer la demanda con eficiencia, calidad y
seguridad. El trabajo presenta un aporte para el análisis de la respuesta dinámica de un sistema
eléctrico de potencia ante el ingreso y salida de generación fotovoltaica en el software Alternative
Transients Program (ATP), que es del tipo EMT (Electromagnetic Transient), considerando un
nivel adecuado de detalle de sus componentes que permitan realizar análisis usando valores
eficaces - RMS. Para ello se implementa el modelo de prueba IEEE de 39 barras con los
respectivos sistemas de control de las máquinas sincrónicas, usando modelos IEEE
implementados mediante TACS. El enfoque de este trabajo permite analizar la respuesta de un
sistema eléctrico que cuenta con unidades de generación convencional, ante el ingreso de
generación basada en fuentes que se conectan mediante inversores. El ingreso de grandes
bloques de este tipo de generación disminuye la inercia del sistema y reservas de potencia que,
en eventos dinámicos, puede llevar a una pérdida del sistema por frecuencia. Desde este punto
de vista, el análisis de la respuesta de frecuencia es importante para determinar la cantidad de
generación basada en inversores que puede ser conectada a una red. Un sistema de potencia
simulado en el software ATP permite estudiarlo a un alto nivel de detalle y precisión, consiguiendo
señales de respuestas en el dominio de fase. Esto permite que el modelo pueda ser usado para
el análisis de transitorios lentos y transitorios rápidos, aportando a la investigación de las nuevas
tecnologías en generación. Los sistemas fotovoltaicos actualmente son más accesibles, por lo
que su integración al SEP requiere de modelos adecuados para investigación y estudios de los
mismos. El disponer de los modelos, así como del sistema y su integración en dicho tipo de
software, permite disponer de un escenario de referencia detallado para estudios EMT de un
sistema de potencia.
Keywords
Ingeniería Eléctrica, Sistema fotovoltaico, Sistema eléctrico
Citation
Código de tesis
TM4;2552
Código de tesis
Grado Académico
Magíster en Electricidad mención en Redes Eléctricas Inteligentes