IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Julio/Agosto 2017 - 67

Investigación, Diseño y Desarrollo
de Protección de Microrredes

La solución de protección está diseñada para utilizar interruptores inteligentes y relés digitales que están equipados
con las instalaciones de comunicación adecuadas. La solución incluye características avanzadas, como la respuesta
rápida y confiable, y se puede adaptar a diversos modos
operativos. El proyecto DOE-MGCS requiere la detección
y el aislamiento de fallas, vulnerabilidades y amenazas.
Este artículo aborda la solución para proteger la red, las
microrredes y las conexiones de submicrorredes del TNY,
teniendo en cuenta todos los nuevos desarrollos que se están
llevando a cabo y están a punto de llevarse a cabo. La solución cumplirá con los objetivos, las metas y los objetivos
de rendimiento del proyecto del DOE. El procedimiento de
protección valida la solución para microrredes que pueden
proteger a los componentes del sistema de distribución, los
cuales son activos muy costosos. Las soluciones de protección convencionales diseñadas por los circuitos de distribución radial pasiva normalmente confían en la protección de
sobrecorriente de tiempo retardado, que resulta insuficiente
para las redes cada vez más activas y complejas. Estas redes
podrían tener una topología radial enlazada e integrada con
distintas fuentes de generación distribuida. El diseño de
tales sistemas para los sistemas de distribución emergentes
necesita un paradigma, una estructura y una filosofía totalmente nuevos que recurren a nuevos algoritmos protectores;
el nuevo paradigma aprovecha una infraestructura de comunicación avanzada para la interrupción rápida de la falla,
así como para la restauración del servicio. Además, permite
que el sistema de protección responda de forma adaptable a
las condiciones operativas cambiantes (como las variaciones de las salidas del generador distribuido) y las topologías
de red variables. En consecuencia, el enfoque técnico adoptado para el desarrollo del sistema de protección avanzado y
adaptable incluye la selección de dispositivos de protección
basados en computadoras. Estos facilitarán la coordinación
flexible, que probablemente será a nivel mundial en el nivel
de subestación, a diferencia de la filosofía de coordinación
local que han adoptado los sistemas de distribución clásicos.
Para proteger las redes de distribución en presencia de la
generación distribuida, la mayoría de las técnicas usan métodos adaptables como grupos de ajuste cambiantes en función de
la condición operativa y la configuración de red. Sin embargo,
estos métodos están diseñados para la implementación en un
relé de protección individual, y estos no consideran por completo la colaboración con la protección de generación distribuida
y la coordinación entre la red y la protección de la microrred.
La mayoría solo se puede aplicar a una red distribuida específica. Algunos métodos de protección de microrredes actuales
requieren comunicación, mientras que otros no. Ambos métodos no pueden proteger una microrred en todas las situaciones.
✔✔ Protección de la barra: La protección diferencial de
la barra se establece para la detección de una falla dentro de la subestación 664; el programa diferencial de
julio/agosto 2017

la barra proporciona la protección necesaria mediante la apertura de los respectivos disyuntores en todas
las líneas que suministran potencia a la barra. Si hay
una falla en la barra principal en la subestación 664,
posteriormente, los disyuntores en las subestaciones
del TNY deben activarse. Si uno de estos interruptores
fallara, entonces sería necesario para la PECO activar
el otro fin de la línea.
✔✔ Protección del alimentador: Si se produce una falla en el alimentador 1392 fuera de la subestación 664
(que abastece la microrred de GridSTAR), los relés actuales de protección de sobrecorriente asociados con
el alimentador detectan la falla y activan el alimentador 1392, tal como se muestra en el Gráfico 4. Si el
disyuntor no se activa, entonces el siguiente disyuntor
de mayor nivel del lado del suministro de la subestación 664 debería activarse. Si por cualquier razón el
disyuntor 1392 no se activa, entonces los disyuntores
en todas las líneas de suministro de entrada del PECO
se activan luego de un intervalo de tiempo de coordinación predeterminada de unos 0.3 s.
✔✔ Algoritmos de protección: Aquí solo un escenario
de protección de falla está cubierto por el modo de
conexión a la red. El equipo examinará todos los posibles escenarios de ubicación de fallas y seguirá la
misma filosofía y desarrollará procedimientos y algoritmos para los ajustes de relés y la coordinación para
cubrir todo el espectro de ubicaciones de falla para
todos los tipos de falla con resistencia de falla que oscilan de 0 a 200 Ω (fallas de alta impedancia).
✔✔ Protección en el modo de funcionamiento en isla:
Las microrredes jerárquicas aparecerán en este modo
de funcionamiento. En este artículo, la microrred de
la subestación 664 y, en el nivel inferior, la microrred
de GridSTAR corresponden a esta categoría. La protección adaptable con los relés diferenciales y/o existentes necesita ser adoptada juiciosamente. Deben ser
tratados individualmente en función de la topología,
las fuentes generadoras, las cargas, la estructura de
relé y las otras consideraciones especiales.

Suministro: Servicios de red
La capacidad del controlador de microrredes para suministrar servicios de red no se evaluará mediante simulaciones
dinámicas porque los marcos de tiempo no son compatibles.
La capacidad para suministrar activos de FED se simulará
como parte del suministro. La capacidad de las FED de proporcionar servicios de red será demostrada como parte de las
pruebas de campo en vivo.

Resiliencia Mejorada
La investigación reveló que ni un solo parámetro puede evaluar
la resiliencia de microrredes. La mejor fuente que confirmó
esta valoración es el fascinante informe publicado por RANS
Corporation en 2015 (http://www.rand.org/pubs/research_
ieee power & energy magazine

http://www.rand.org/pubs/research_

Table of Contents for the Digital Edition of IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - Julio/Agosto 2017