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La dinámica rápida de la electrónica de potencia en las FER
requiere un índice de reporte de medición mayor, en que el
dispositivo de medición de formas de onda pueda ser más
adecuado para la DSE.
Además, se pueden estimar con precisión los datos desconocidos
junto con los estados dinámicos de los DFIG. En
el caso de las FER integradas a la red eléctrica a través de
dispositivos electrónicos de potencia, como los PMSG y los
paneles fotovoltaicos, los modelos de convertidores conectados
a la red deben enfocarse en atender las necesidades de las
aplicaciones de DSE. En particular, los convertidores deben
modelarse en una escala que pueda reflejarse en los SMD
con índices de reporte limitados.
Así como en los GS, la DSE de las FER también necesita
los fasores de tensión del terminal como datos de DSE
distribuido. Por ende, se necesita un dispositivo de medición
en cada unidad generadora, como se ilustra en la figura 7(a),
donde se muestra un SMD-R instalado en la torre de un DFIG.
Sin embargo, las centrales eléctricas de energía renovable
suelen estar compuestas de muchas unidades de generación
de potencia, como turbinas eólicas y sistemas fotovoltaicos.
Estas unidades de FER forman una red con conexiones eléctricas,
como en la figura 7(b). Por lo tanto, no es necesario
instalar un SMD-R en cada unidad de generación. Se pueden
estimar los fasores de tensión de todos los nodos en las centrales
eléctricas de energía renovable considerando la información
topológica de la red y la configuración de medición
razonable. Luego, se puede desacoplar una sola unidad de
generación de la red y realizar la SDE distribuido.
El índice de ejecución de la DSE normalmente se determina
por el índice de reporte de medición, que suele establecerse
en 50 o 100 muestras/segundo. No obstante, por lo
general, los estados dinámicos de las FER tienen constantes
de tiempo relativamente bajas debido a la capacidad reducida
de las FER y al control rápido de los equipos electrónicos
de potencia. La figura 8(a) presenta las variaciones de velocidad
del rotor de un GS y un DFIG en el mismo sistema
como respuesta a la falla de desconexión de un conductor. Se
puede observar que la velocidad del rotor del DFIG fluctúa
de manera más rápida y se estabiliza tras la perturbación en
un tiempo menor que en el caso del GS. Por lo tanto, el índice
de reporte de medición podría no cumplir el requerimiento
de la DSE para las FER.
Se puede utilizar una pseudomedición obtenida realizando
una interpolación lineal entre dos muestras de medición consecutivas
para aumentar el índice de muestras. El parámetro
de interpolación debe elegirse de manera adecuada para
lograr una buena compensación entre el tiempo de cálculo y
la precisión de la estimación. El error de truncamiento local
enero/febrero 2023
puede reflejar el error de discretización de los estados previstos
de la DSE, por lo que se puede utilizar como índice para
ajustar de forma adaptable el parámetro de interpolación. La
figura 8(b) tiene los resultados de la DSE de una variable
de modelo interno (flujo del rotor del eje q) del bobinado
del rotor del DFIG sin interpolación, con interpolación aleatoria
y con interpolación adaptativa. Es posible ver que la
interpolación puede mejorar la precisión de los resultados de
la DSE, y el rendimiento de la interpolación adaptativa es
el mejor. Además, se puede utilizar un dispositivo de medición
de formas de onda, como un SMD-W, con un índice
de muestras mayor para la DSE de las FER. No obstante,
suele restringirse por la mayor latencia, dado que la carga de
una cantidad considerable de datos registrados en tiempo real
tiene requerimientos elevados para calcular la potencia y los
medios de comunicación.
Desafíos
La DSE registra con precisión la dinámica de un sistema
eléctrico y entrega la evolución del estado del sistema. Pese
a que se ha hecho mucho trabajo de investigación en cuanto
a la DSE, aún hay margen de mejora en cuanto a teorías y
aplicaciones prácticas. En este punto, se recomiendan varios
aspectos importantes para trabajos futuros:
✔ Modelado de FER: con más FER de electrónica de potencia
e integradas a los sistemas eléctricos, la DSE se
convierte en una herramienta esencial para monitorear
los sistemas eléctricos que muestran nuevas características
dinámicas. A menudo, las FER son asíncronas,
intermitentes y controladas para no tener un funcionamiento
inercial. Por ello, es importante monitorear su
dinámica con la DSE para reducir su impacto en la estabilidad
del sistema. Las centrales eléctricas de las FER
suelen estar compuestas de muchas unidades de generación
de potencia. Debe investigarse si cabe realizar la
DSE para una central eléctrica con su modelo equivalente
o para cada unidad de generación considerando
sus escenarios de aplicación correspondientes. También
se pueden considerar métodos de modelado basados en
datos. Al explorar las características operativas de los
datos históricos, las herramientas de inteligencia artificial
pueden perfeccionar los modelos simples y precisos
de FER, lo que es fundamental para la DSE.
✔ Medición para la DSE distribuido de FER: las mediciones
suficientes son la base de una SE precisa. En
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