Control of Voltage Source Converters connected to Low-Inertia Power systems

Abstract

Las recientes décadas en el panorama de la ingeniería eléctrica se han caracterizado por la progresiva introducción de energías renovables, principalmente solar FV y eólica, en el parque de generación de energía eléctrica. Esto ha conllevado la sustitución de generación convencional, llevada a cabo a través de máquinas síncronas, por generación a través de convertidores de electrónica de potencia. La generación de energía con estos dispositivos ha supuesto, entre otros, el desafío tecnológico que es objeto de estudio de este Trabajo de Fin de Máster: el control de convertidores VSC (Voltage Source Converter) conectados a redes de baja inercia, es decir, redes en las cuales el peso de los generadores síncronos es pequeño en comparación con el de la generación a través de convertidores de electrónica de potencia. La herramienta en la cual se apoya este trabajo es el entorno de simulación de Matlab/Simulink, además de la herramienta de SymPowerSystems, que permite modelar en Simulink elementos de redes eléctricas. En este proyecto se encuentran una serie de simulaciones y ensayos que permiten tomar una serie de conclusiones acerca del efecto de la inercia en la estabilidad de la red, así como en el control de los convertidores de tipo VSC.The most recent decades in electrical engineering have been characterized by the progressive introduction of renewable energies, mostly solar PV and wind, into the structure of generation of electric power. This has been translated into the substitution of traditional synchronous generation to generation through power electronics converter devices. The generation of electric power with such devices has meant, along with others, the technological challenge that this document faces: the control of VSC (Voltage source converters) connected to low inertia grids, this is, electric grids where the weight of traditional synchronous generation is low compared to converter generation. In this project the most important tool is the simulation environment provided by Matlab/Simulink, along with SymPowerSystems, a toolbox that allows simulink to model electric power systems elements. In this project there are several simulations that allow us to extract conclusions regarding the effect of inertia in grid stability, as well as the effect in the control of VSC converters.