Un nuevo índice para la evaluación de la estabilidad de frecuencia en sistemas de potencia de baja inercia

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Eléctrica
• Análisis de Sistemas de Potencia
• Integración de Energías Renovables

Sus antecedentes:

• Los generadores síncronos tradicionales están siendo reemplazados por convertidores que forman la red (GFM) y convertidores que siguen la red (GFL).
• Este cambio altera significativamente las características de inercia del sistema, lo que plantea desafíos para los métodos convencionales de análisis de estabilidad.
• Los sistemas de potencia de baja inercia requieren enfoques novedosos para evaluar y mantener la estabilidad de frecuencia.

Objetivo del estudio:

• Proponer un nuevo índice de red, el margen de estabilidad de frecuencia (FSM), para evaluar la estabilidad de frecuencia en sistemas de potencia de baja inercia.
• Definir, cuantificar y demostrar las aplicaciones prácticas del FSM.
• Proporcionar un marco teórico para optimizar las estrategias de planificación de plantas de nueva energía y operación de la red.

Principales métodos:

• Se desarrollaron los fundamentos matemáticos y las definiciones operativas del FSM.
• Se investigaron los factores que influyen en el FSM y se creó un modelo matemático integral para sistemas de baja inercia.
• Se estableció un método de cálculo del FSM utilizando el modelado agregado del sistema y se derivó un enfoque de estimación simplificado.

Principales resultados:

• Se validó la efectividad del FSM a través de estudios de caso utilizando datos de la red provincial china y un sistema modificado de 39 barras IEEE.
• Se demostró la capacidad del FSM para analizar la estabilidad de frecuencia en redes de baja inercia.
• Se estableció una base teórica para mejorar la planificación y operación de plantas de nueva energía.

Conclusiones:

• El FSM propuesto proporciona una guía esencial para la operación segura y estable de sistemas de potencia de baja inercia.
• El marco del FSM apoya la planificación y el desarrollo optimizados de plantas de nueva energía.
• Este índice es crucial para formular estrategias efectivas de control de operación de la red en sistemas de potencia en evolución.