Modeling of DSTATCOM Devices to Improve Dynamic Voltage Stability in a Microgrid with High Penetration of Motor Loads

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Luis Paredes
https://orcid.org/0000-0002-1865-4913
Benjamín Serrano
https://orcid.org/0000-0001-6528-6132
Marcelo Molina
https://orcid.org/0000-0002-2617-1460

Resumen

A través de este artículo se propone y valida modelos de dispositivos de tecnología FACTS de tipo Compensador Estático Sincrónico para Distribución (DSTATCOM). En primera instancia, se presenta el modelado de un DSTATCOM simplificado realizado a través de una fuente de corriente controlada.  Posteriormente, se expone un DSTATCOM modelado a través de estrategias de control considerando un conversor PWM (Pulse-Width Modulation - Modulación por ancho de pulsos). Los modelos propuestos de dispositivos DSTATCOM se validan en un sistema de prueba de Microrred Eléctrica (MRE) de la CIGRÉ. La presencia de cargas de tipo motor de inducción en la MRE requiere una considerable demanda de potencia reactiva, esto ocasiona inconvenientes para mantener la Estabilidad Dinámica de Tensión (EDT). Ésta situación se agrava ante la ocurrencia de fallas que desencadenen una operación aislada de la MRE. Para solucionar estos inconvenientes se hará uso de un dispositivo DSTATCOM. La conexión y ubicación óptima del DSTATCOM en la MRE se realiza a través de un algoritmo de búsqueda exhaustiva, considerando la premisa del mejor rendimiento en términos de EDT realizado a través de simulaciones dinámicas en PowerFactory DIgSILENT. Comparativamente se presentan los resultados obtenidos para los dos modelos realizados, demostrándose la mejora de la EDT en la operación aislada de la MRE con ambos modelos. Dependiendo del detalle y alcance de los estudios en el sistema de MRE, se puede elegir entre los modelos DSTATCOM desarrollados. Todos los detalles de modelos, esquemas de control y datos de los dispositivos DSTATCOM son proporcionados en este documento.

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Cómo citar
Paredes, L., Serrano, B., & Molina, M. (2020). Modeling of DSTATCOM Devices to Improve Dynamic Voltage Stability in a Microgrid with High Penetration of Motor Loads. Revista Técnica "energía&Quot;, 17(1), PP. 32–42. https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v17.n1.2020.400
Sección
SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA
Biografía del autor/a

Luis Paredes

Nació en Quito, Ecuador en 1987. Recibió su título de Ingeniero Eléctrico de la Escuela Politécnica Nacional en 2012 y de Magíster en Gestión de Energías en 2016. Además, ha realizado varios cursos y especializaciones en temáticas de energía eléctrica en Estados Unidos, China, Perú, Chile y Brasil. Su experiencia profesional ha sido desarrollada en varias empresas e instituciones del sector eléctrico y energético del Ecuador. Actualmente es candidato a Doctor en Ingeniería Eléctrica (Ph.D.) del Instituto de Energía Eléctrica (IEE) de la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ) en Argentina. Sus campos de investigación están relacionados con: Resiliencia de los Sistemas Eléctricos, Estabilidad y Control en Microrredes, FACTS, Movilidad Eléctrica, Energías Renovables y Eficiencia Energética.

Benjamín Serrano, Universidad Nacional de San Juan - CONICET - IEE

Nació en San Juan, Argentina en 1955. Recibió su título de Ingeniero Electromecánico en la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ), Argentina en 1981. Obtuvo su título de Doctor en Ingeniería Eléctrica en el Instituto de Energía Eléctrica (IEE) de la UNSJ, Argentina en 2017. Desde 2020 se desempeña como Vicedirector del Instituto de Energía Eléctrica (IEE) de la UNSJ-CONICET. Actualmente desarrolla sus tareas docentes, de investigación y transferencia en temáticas relacionadas con la Programación Óptima de la Operación de los Sistemas Eléctricos de Potencia, considerando el Control de Tensiones y Suministro de Potencia Reactiva.

Marcelo Molina, Universidad Nacional de San Juan - CONICET - IEE

Es profesor titular de Electrónica de Potencia, Energías Renovables y Redes Eléctricas Inteligentes en la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ), Argentina. Desde 2019 se desempeña como Director del Instituto de Energía Eléctrica (IEE) de la UNSJ-CONICET. El Dr. Molina recibió el título de Ingeniero Electrónico de la Universidad Nacional de San Juan, Argentina en 1997 y su Ph.D. de la misma universidad en 2004. Sus actividades de investigación se centran en el modelado, análisis y control de sistemas eléctricos de potencia, electrónica de potencia, tecnologías de microrredes, redes inteligentes y la aplicación de almacenamiento de energía.

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