Modelo simplificado de una interfaz de conexión a la red basada en un convertidor electrónico de potencia para estudios de red en régimen dinámico

Abstract

El cambio de paradigma experimentado por los sistemas eléctricos a nivel mundial ha propiciado una participación masiva de nuevos agentes energéticos: generación, almacenamiento y consumo. En la mayoría de los casos, estos agentes están dotados de convertidores electrónicos de potencia (CEP) para verter su energía a la red. Esta realidad ha impulsado el desarrollo de modelos analíticos muy sofisticados y detallados de CEP para estudiar el impacto de su interacción con la red en un entorno de simulación. No obstante, cuando se trata de estudiar redes de gran dimensión o con sus componentes desagregados, la enorme carga computacional requerida para simular un modelo detallado podría suponer una limitante para la realización de tales estudios. En este artículo se propone el diseño de un modelo simplificado de una interfaz de conexión a la red basada en CEP, útil para estudios de red mediante MATLAB/ Simulink®. El modelo está concebido para representar, con una precisión numérica razonable, el comportamiento dinámico que tendrían ciertas variables eléctricas de interés de un modelo detallado y, al mismo tiempo, para conseguir una reducción significativa del tiempo de cómputo. Un análisis comparativo de los resultados numéricos, las dinámicas generadas y el tiempo de convergencia de los dos modelos permite validar la propuesta. Estos hitos conseguidos permiten cumplimentar los objetivos planteados en esta investigación.// The paradigm change experienced by worldwide power systems has led to a massive participation of new energy agents: generation, storage, and consumption. In most cases, these agents are equipped with power electronic converters (PEC) to incorporate their energy to the grid. This reality has motivated the development of highly sophisticated and detailed PEC analytical models that accurately represent their dynamics and enable to study their impact on the grid in a simulation environment. However, when it comes to studying large-scale power systems or with all their components disaggregated, the huge computational burden required to simulate a detailed model could make these studies unfeasible. This paper proposes the design of a simplified model of a grid-connection interface based on PEC for power system analysis using MATLAB/Simulink®. The model is designed to represent, with reasonable numerical accuracy, the dynamic behavior of certain electrical variables of interest that would produce a detailed model and, at the same time, to achieve a noticeable reduction in the computation time. A comparative analysis of the numerical results, the dynamics generated, and the convergence time achieved by the two models enable to validate the proposal. These milestones make it possible to fulfill the objectives of this research.