Simulación en tiempo real de actuación de protecciones de línea en sistemaseléctricos con elevada penetración de generación conectada a través de inversores

Abstract

Este proyecto ha estudiado la actuación de protecciones en sistemas eléctricos con elevada penetración de generación renovable a través de simulación en tiempo real. Esto permitirá diseñar nuevos sistemas de protección adaptados a las nuevas condiciones impuestas por la transición energética necesaria para la descarbonización del sector. Las fuentes de generación renovables presentan ciertas particularidades con respecto a la generación convencional: las intermitencias en el suministro eléctrico por su naturaleza estocástica, el aumento del riesgo de problemas en la red por variaciones de la frecuencia del sistema por no aumentar la inercia del sistema y la no contribución a las corrientes de cortocircuito por solo suministrar corrientes de secuencia positiva. El objetivo es la simulación en tiempo real de actuación de protecciones de línea en sistemas eléctricos con elevada penetración de generación renovable conectada a través de inversores utilizando el simulador en tiempo real OPAL-RT, basado en modelos de Simulink, y el entorno de simulación creado será la base para un estudio futuro de la interacción de una protección de Schneider conectada como Hardware-in-the-Loop con el OPAL-RT. Se comprobarán las posibles dificultades que presentan las protecciones en el despeje de faltas que se han observado en otros trabajos previos y estudiar posibles soluciones a dichos problemas. El estudio analiza a través de dos casos de estudio, uno con generación síncrona y otro con generación renovable, la actuación de dos protecciones de distancia situadas en los extremos de la línea.

This project analyses real time simulation of line protection relays on electric power systems with high penetration of renewable generation. This will permit to design new protection systems adapted to energy transition conditions necessary to decarbonize the energy sector. Energy transition will increase the penetration of renewable energy generation on electric power systems to fight against climate change. Renewable generation sources present some peculiarities compared with synchronous generation: intermittency in electric supply due to its stochastic nature, increase of frequency related issues due to the decrease of system inertia and no contribution to short-circuit currents because this generation only supplies positive sequence currents. The objective is the real-time simulation of line protection relays on electric power systems with high penetration of renewable generation connected through inverters using OPAL-RT as real time simulator, based on Simulink models. This study will be the base for future analyses of the interaction of a Schneider relay connected as Hardware-in-the-Loop with OPAL-RT. This project will study the possible difficulties that relays present in fault clearance that other previous studies have analyzed and find possible solutions to such problems. This project considers two case studies, one that uses synchronous generation and other that uses renewable generation to check distance protection tripping signals.