Control of distributed energy resources and load tap changers to enhance the long-term voltage stability of transmission networks
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| Formato: | tesis de maestría |
| Fecha de Publicación: | 2023 |
| Descripción: | La estabilidad de tensión es la capacidad de un sistema eléctrico de potencia de mantener tensiones aceptables tras una perturbación. En redes de transporte, esta capacidad se ve comprometida a largo plazo cuando se suplen cargas altas y alejadas de los generadores. Una contramedida prometedora es aprovechar los recursos energéticos distribuidos (distributed energy resources o DER) de pequeña escala. Estos pueden reducir in situ la carga neta y, a la vez, acortar distancias entre la generación y el consumo. La literatura presenta varios esquemas de control que aprovechan los DER para este fin, pero dichos esquemas suelen ser inapropiados para redes de transporte y para DER de pequeña escala. Esto se debe a que no coordinan esfuerzos entre redes de distribución y a que intercambian demasiada información con cada DER. Además, algunos esquemas ignoran interacciones eléctricas decisivas con otros reguladores de tensión ya instalados. Esta tesis propone un esquema de control que busca mejorar, sin las deficiencias anteriores, la estabilidad de tensión a largo plazo de la red de transporte. El esquema establece una comunicación ligera con los DER de pequeña escala, les solicita que contribuyan con más o menos potencia según el transformador de subestación que los alimenta y, adicionalmente, los coordina con otro regulador: el cambiador de tomas en carga (load tap changer o LTC) de dicho transformador. El esquema tiene una estructura jerárquica. A nivel de la red de transporte, un control predictivo basado en modelos acciona remotamente los LTC y les solicita potencia a las redes de distribución alimentadas por cada transformador; estas acciones logran mantener la estabilidad de tensión según un indicador numérico. A nivel de las redes de distribución, un coordinador traduce las solicitudes a una señal que es enviada por igual a todos los DER conectados aguas abajo. Por último, a nivel de cada DER, un controlador local traduce la señal a contribuciones de potencia activa o reactiva. Las simulaciones muestran que este esquema coordina exitosamente los DER y los LTC, pidiéndole contribuciones distintas a cada red de distribución y sin agotar innecesariamente las reservas de potencia de los DER. Además, al aprovechar tanto un modelo de la red de transporte como mediciones de dicha red, el esquema se desempeña mejor que uno sin modelo y que utiliza mediciones puramente locales. |
| País: | Kérwá |
| Institución: | Universidad de Costa Rica |
| Repositorio: | Kérwá |
| Lenguaje: | Inglés |
| OAI Identifier: | oai:kerwa.ucr.ac.cr:10669/90303 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/10669/90303 |
| Palabra clave: | ancillary services distributed energy resources load tap changer model predictive control transmission and distribution TSO-DSO coordination voltage stability INGENIERÍA ELÉCTRICA |