ESTUDIOS ESPECIALES Y CASOS DE ÉXITO
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PSCAD/EMTDC™
MITIGACIÓN DE RESONANCIA SUBSÍNCRONA EN PARQUES EÓLICOS DE GRAN ESCALA
Resumen Técnico
Este estudio aborda los desafíos de estabilidad derivados de la integración de parques eólicos de gran escala en sistemas con compensación serie. La interacción entre el sistema de control de los aerogeneradores (DFIG) y las frecuencias subsíncronas de la red puede resultar en oscilaciones inestables, conocidas como Sub-Synchronous Control Interaction (SSCI). Nuestro equipo utilizó modelos electromagnéticos transitorios (EMT) para identificar los modos críticos de resonancia y diseñar filtros de amortiguación activos integrados en los inversores, eliminando el riesgo de daños en los ejes de las turbinas y desconexiones no planificadas.
Screening de Frecuencia
Identificación preliminar de puntos de resonancia a través de escaneo de impedancia en todo el espectro subsíncrono.
Modelado EMT
Desarrollo de modelos detallados en PSCAD™ incluyendo controles propietarios de fabricantes (Black-box).
Validación de Robustez
Pruebas de contingencia severas para validar la robustez de las soluciones de mitigación propuestas.
Casos de Éxito
Resonancia subsíncrona en un parque eólico con un generador DFIG - Flamenco de 220 kV
Análisis de Frecuencia
Estudio detallado de impedancia y barrido de frecuencia para identificar puntos de acoplamiento entre el control DFIG y la red compensada en serie.
Identificación de Modos
Utilizamos técnicas de barrido de impedancia para mapear la resistencia y reactancia del sistema en todo el espectro subsíncrono (5 Hz a 55 Hz). El estudio reveló un punto crítico de impedancia negativa cerca de los 12 Hz, indicando potencial para interacción subsíncrona de control (SSCI).
Resultados de Barrido de Impedancia
Resultados de Barrido de Impedancia
Resultados de Barrido de Impedancia
Análisis de Tiempo
Resultados de Barrido de Impedancia
Resultados de Barrido de Impedancia
Resultados de Barrido de Impedancia
Modelo ATP/ATPDraw de la Máquina Síncrona
Resonancia Subsíncrona en Central Térmica - Azulão
La Resonancia Subsíncrona (RSS) es un fenómeno electromecánico grave, capaz de causar daños severos, como la rotura del eje turbina-generador. Ocurrencia en Termoeléctricas: Estas son más susceptibles debido a los ejes largos y delgados, que facilitan la activación de modos torsionales subsíncronos.
Interacción Torsional
El proyecto Azulão exigió un estudio riguroso de fatiga mecánica en el eje de la turbina-generador. Analizamos los modos naturales de torsión y la posibilidad de amplificación de par debido a la proximidad de las frecuencias eléctricas subsíncronas.
Turbina: Sistema Multi-masa
Modelo ATP/ATPDraw de la Turbina
Corriente en el estator – Turbina de Vapor con RSS
Torque en el sistema multimasa (16.31Hz) – Turbina de Vapor, con RSS
Mitigación: Las soluciones comunes incluyen el uso de dispositivos FACTS (como TCSC - Thyristor Controlled Series Capacitor) o dispositivos NGH para amortiguar las oscilaciones. En este caso se diseñó un Filtro.
Corriente en el estator – Turbina de Vapor con Filtro
Corriente en el estator – Turbina de Vapor con RSS
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