IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2021 - 92

Los esquemas de protección descritos anteriormente
se complementan con protección contra pérdida de fuente
en el relé del interruptor de interconexión (CB1 o CB2). El
esquema de protección contra pérdida de fuente tiene la
intención de detectar condiciones en las que el alimentador
de la red pública está desconectado sin una falla de cortocircuito
coincidente en el sistema de servicios públicos.
Para detectar un evento de pérdida de fuente rápidamente,
la microrred no puede simplemente usar la protección
de subtensión porque las fuentes de la microrred pueden
continuar alimentando el sistema de servicios públicos
local por un breve tiempo después de perder la conexión a
la red pública. En nuestra solución, los relés detectan condiciones
de pérdida de fuente principalmente utilizando la
protección de tasa de cambio de frecuencia. Cuando se desconecta
el servicio público, la tasa de cambio de frecuencia
funciona porque las FED deben atender la carga adicional
que antes suministraba el servicio público. Inicialmente,
esta potencia proviene de la inercia de la masa de rotación
del cogenerador, lo que hace que su velocidad de rotación
disminuya. En consecuencia, la frecuencia de la microrred
también disminuye.
La configuración de la tasa de cambio de frecuencia para
la microrred del CEP se seleccionó en base a simulaciones
del sistema eléctrico. Fueron validados mediante la realización
de pruebas reales del sistema de microrredes en las que
la red eléctrica se desconectó intencionalmente al abrir un
dispositivo ascendente mientras los cogeneradores estaban
conectados a la red.
Evento exitoso de transición continua y no planeada
Unos meses después de que la microrred se puso en servicio
con éxito, se produjo un evento de servicio público y la microrred
pasó sin problemas de la red conectada a la operación en
modo de isla. El 15 de julio de 2019, se produjo una falla en
el circuito de subtransmisión al que está conectada la microrred.
Las FED de la microrred suministraron corriente de
falla, que fue detectada rápidamente por el elemento de sobrecorriente
direccional en el relé de interconexión. La figura 9
muestra las mediciones de tensión y corriente del relé durante
la falla, incluidas las mediciones antes del evento y después
de la microrred separada del sistema de servicios públicos.
La corriente que se muestra es la salida de un generador del
cogenerador según lo registrado por el relé en CB3. El relé del
interruptor de interconexión CB1 midió tanto la tensión de la
red eléctrica como la de la red eléctrica.
La figura 9 muestra cómo la corriente suministrada por
las FED aumentó sustancialmente cuando ocurrió la falla.
Después de aproximadamente siete ciclos del sistema eléctrico,
el interruptor de interconexión se abrió para desconectar
la microrred del sistema de servicios públicos. Durante
la falla, la tensión de las FED se redujo. Después de la desconexión
de la microrred del sistema de la red pública, la
tensión de la microrred se recuperó mientras que la tensión
de la red de servicios públicos colapsó.
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Después de esta operación exitosa, la microrred funcionó
en modo de isla durante aproximadamente 2 h. Luego, la
microrred se resincronizó con éxito con la empresa de servicios
públicos para devolverla a la operación de conexión
a la red.
Interacciones de control de microrred
con protección
Como se describió anteriormente, el diseño de protección
del sistema de servicios públicos de 44 kV y la protección
de respaldo adicional de 600 V para esta microrred proporciona
una solución integral que mantiene las FED y otros
equipos protegidos en caso de falla. Sin embargo, los relés de
protección solo reaccionan a fallas u otras condiciones indeseables
del sistema. Cuando se combina con una arquitectura
de control de nivel secundario, toda la microrred puede
actuar de manera proactiva para evitar fallas potenciales u
otras condiciones indeseables. El modo de isla continuo y no
planeado se logra mediante una combinación de sistemas de
control y protección. Las funciones de protección de exportación
de potencia y disponibilidad de activos también utilizan
una combinación de sistemas de control y protección.
Protección de exportación de energía
mientras está conectado a la red
Cuando la microrred está conectada a la fuente de servicios
públicos, se prohíbe exportar energía continuamente. Los
activos FED disponibles tienen más capacidad de la requerida
para suministrar las cargas y podrían exportar hasta
300-400 kW de regreso al sistema de servicios públicos de
44 kV. El controlador de la microrred debe ajustar constantemente
los puntos de ajuste de las FED para evitar devolver
la energía al sistema de servicios públicos.
La exportación de energía se mide en el punto de interconexión
(CB1 o CB2) y se define en dos niveles en los relés de
protección: cualquier exportación de potencia activa provoca
un disparo después de decenas de segundos, y una exportación
de energía significativa provoca un disparo en 1 s. Si
se exceden estos límites, las tres FED (cogeneradores, FV y
batería) se desconectan. Este enfoque mantiene la potencia
de los servicios públicos a las cargas mientras elimina las
contribuciones FED.
Con el objetivo de evitar este evento de disparo de protección,
el controlador de la microrred debe ajustar la salida
de potencia de las FED para mantener un flujo eléctrico
positivo en los servicios públicos. Esto se logra mediante las
siguientes acciones de control:
✔ En el caso de cargas que cambian gradualmente, el
controlador de microrred tiene puntos de ajuste definidos
por el usuario que permiten a los operadores de
microrred establecer un objetivo de importación de
potencia neta mínima y máxima. El controlador de
microrred mide la entrada de potencia neta total cada
pocos segundos. Cada vez que la entrada de potencia
neta está por debajo del mínimo definido o sobre el
mayo/junio 2021
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