Cartera Tecnológica
Algoritmos de control para convertidores de potencia y análisis de estabilidad de redes
Descripción
MDEA Energía ha desarrollado novedosos algoritmos de control para convertidores de potencia a fin de garantizar la estabilidad y la flexibilidad del sistema eléctrico necesarias para la integración de fuentes renovables y sistemas de almacenamiento de energía. Los algoritmos se verifican utilizando técnicas de modelado de pequeña señal, simulación por ordenador e instalaciones de laboratorio Power-HIL disponibles en el instituto.
Un mayor despliegue de tecnologías de energías renovables y la descarbonización del suministro combinado de energía en las redes eléctricas están pendientes de una solución consensuada para una serie de complejos problemas legales, económicos y técnicos. Este hecho subraya la importancia de introducir nuevas arquitecturas de redes de energía flexibles y el desarrollo de nuevos algoritmos de control de red para convertidores de energía que sirven como interfaz a fuentes de energías renovables y almacenamientos de energía.
El instituto IMDEA Energía, centrándose en la gestión de redes eléctricas, ha desarrollado nuevos algoritmos de control para el control de convertidores de potencia en aplicaciones de redes y microrredes:
- Algoritmos “Grid-Feeding” y “Grid-Forming” para aplicaciones de renovables y de almacenamiento en microrredes y redes de distribución.
- Evaluación de la estabilidad transitoria y de servicios de inercia con convertidores para renovables y almacenamientos.
- Evaluación y control de la estabilidad de tensión para microrredes y redes de distribución.
- Análisis y control de redes híbridas CA, CC y mixtas.
- Integración de almacenamiento de energía en las redes eléctricas. Control agregado de almacenamientos distribuidos de energía.
- Algoritmos para enlaces HVDC y amortiguación de las oscilaciones de potencia.
- Algoritmos en tiempo real para probar la conversión de energía eléctrica y las interfaces de potencia. Convertidores de electrónica de potencia que emulan el funcionamiento y la dinámica de redes de potencia reales de CA y CC.
- Ensayo y validación de algoritmos de control en entorno Power-HIL (instalación SEIL).
Ventajas e Innovaciones
- Evaluación detallada de la estabilidad de la red, incluidos análisis de estabilidad transitoria y de pequeña señal.
- Algoritmos de control diseñados a medida para convertidores de red a fin de cumplir con los futuros códigos de red eléctrica (regulación de frecuencia y tensión).
- Diseño y análisis de redes eléctricas híbridas CA y CC.
- Posibilidad de probar todos los algoritmos de control y el cumplimiento de los códigos de red en tiempo real mediante el uso de potencia real en la instalación SEIL.
- Un entorno de prueba único para la integración de la generación tradicional y de las tecnologías renovables y de almacenamiento.
- Generación de código simple y transferencia de código a cualquier plataforma de control.
Aplicaciones Comerciales
- Desarrollo de sistemas de control para convertidores de potencia que actúen como interfaces para almacenamiento de energía renovable.
- Control de redes HVDC que incluye algoritmos para la amortiguación de oscilaciones de potencia.
- Evaluación de la estabilidad de frecuencia y tensión en redes eléctricas dominadas por convertidores de potencia.
- Prueba del cumplimiento del convertidor de potencia con los códigos de red.
- Prueba de algoritmos de control centralizados y descentralizados para convertidores en redes de energía CA, CC e híbridas.
- Algoritmos de control para almacenamiento distribuido de energía.
- Validación en tiempo real de los algoritmos de control en el entorno Power-HIL.
- Análisis y pruebas de la calidad de la energía.
Contacto
Félix Marín, felix.marin@imdea.org
Referencias
[1] A. Rodríguez-Cabero, J. Roldán-Pérez and M. Prodanovic, «Virtual Impedance Design Considerations for Virtual Synchronous Machines in Weak Grids,» in IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 8, no. 2, pp. 1477-1489, June 2020. DOI: 10.1109/JESTPE.2019.2912071
Figura 1: Diseño de control para Máquina Síncrona Virtual aplicada en redes eléctricas débiles [1]
