INTERACCION CONVERTIDOR-CONVERTIDOR EN REDES HVDC Y HVAC CON ALTA PENETRACION DE GENERACION RENOVABLE

2018

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Blasco Giménez Ramón Manuel

Actualmente, en España hay más de 15GW de equipos electrónicos de potencia en generación y transmisión, principalmente debido al incremento en generación de energía renovable y a la presencia de conexiones HVDC. Este tipo de tecnología ha contribuido a la conexión de cada vez mayor cantidad de energía renovable, con menores costes de conexión y con mayor robustez y fiabilidad del sistema, conllevando un mejor aprovechamiento de la infraestructura de transmisión. Es previsible que la cantidad de conversores electrónicos de potencia utilizados en generación y transmisión siga en aumento. Por otro lado, un sistema eléctrico dominado por convertidores electrónicos de potencia presenta importantes retos técnicos y operacionales, entre otros: - Baja inercia - Coordinación de protecciones existentes, ya que la limitación de corriente por parte de los convertidores puede causar que las protecciones actuales no sean capaces de detectar y aislar la falta. - Coordinación en la recuperación de grandes sistemas basados en convertidores electrónicos tras una falta. - Inestabilidad armónica y subsíncrona causada por la interacción entre convertidores (posiblemente de distintos fabricantes) y ante cambios de configuración en la red. Algunos de estos retos están siendo investigados en importantes projectos H2020 (Best Paths, PROMOTioN y MIGRATE, entre otros). A pesar del trabajo desarrollado por el grupo solicitante y otros, existen importantes aspectos no cubiertos por estos proyectos: - Interacción entre los convertidores de los aerogeneradores durante la recuperación de un cortocircuito. - Interacción entre aerogeneradores y convertidores de distintos fabricantes, entre nuevos controles "grid-forming" y controles tradicionales "grid following", con conocimiento parcial de convertidores de otros fabricantes (modelos black-box o gray-box). - Interacción entre aerogeneradores basados en sistemas GADA (tipo-3) y en convertidores "full-rated" (tipo-4), tanto en conexiones HVAC, como en HVDC conectadas mediante convertidores modulares multinivel o mediante diodos rectificadores. Por lo tanto, se establece la siguiente hipótesis: "El uso adecuado de la capacidad de control de los convertidores electrónicos de potencia puede contribuir a la transmisión robusta y económica de generación a partir de fuentes renovables, en un contexto de una red con inercia baja o cero". Se establece como objetivo principal de este proyecto el desarrollo y validación de estrategias de control robustas para convertidores "grid-forming" conectados a redes HVDC y HVAC con alta penetración de energía renovable, teniendo en cuenta condiciones cambiantes en la red e información limitada sobre otros convertidores presentes en la red. Objetivos específicos: - Desarrollo de estrategias de control robusto para convertidores "grid-forming" para uso en grandes redes con baja inerceia e información parcial sobre convertidores presentes con anterioridad. - Control de parques eólicos marinos "grid-forming" conectados mediante cables de alterna, incluyendo almacenamiento energético y compensación STATCOM. - Control de parques eólicos marinos "grid-forming" conectados a redes HVDC mediante convertidores modulares multinivel. - Control de parques eólicos marinos "grid-forming" conectados a redes HVDC mediante rectificadores de diodos. - Validación de las estrategias de control desarrolladas en condiciones realistas.