El laboratorio DOE desarrolla nuevos modelos para abordar fallas de inversores y evitar interrupciones en la red

El análisis del dominio transitorio electromagnético puede ser clave para evitar que los recursos basados ​​en inversores se desconecten o reduzcan la producción, según una investigación del Laboratorio Nacional de Oak Ridge.

Investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge, u ORNL, en Tennessee, están explorando un nuevo tipo de modelado de sistemas de energía conocido como análisis de dominio transitorio electromagnético o EMT, que puede ser clave para abordar fallas de recursos basados ​​en inversores e integrar recursos más distribuidos en el sistema. grilla en evolución.

La North American Electric Reliability Corp. emitió en marzo una alerta y recomendaciones a los generadores solares luego de una serie de interrupciones en los recursos basados ​​en inversores. La organización de confiabilidad ha rastreado un número creciente de casos en los que los recursos basados ​​en inversores se desconectaron o redujeron la producción en respuesta a perturbaciones de la red geográficamente distantes.

NERC también emitió una guía de confiabilidad señalando que las simulaciones de EMT son necesarias para identificar y mitigar adecuadamente los riesgos de confiabilidad [del sistema de energía a granel] en el futuro”.

Los investigadores de ORNL dicen que, en comparación con el modelado tradicional, el análisis EMT puede brindar a los operadores de la red una comprensión más precisa de los eventos de la red que se desarrollan rápidamente. La planificación y gestión del sistema se ha vuelto más complicada a medida que se conectan a la red nuevos tipos de equipos de energía eléctrica, incluidas plantas solares y eólicas, cargadores de vehículos eléctricos y lavadoras y secadoras con frecuencias variables, según Suman Debnath, investigador del laboratorio.

Esta evolución de la red requiere alejarse “de las herramientas de análisis tradicionales que se utilizaban para planificar estudios de interconexión”, dijo Debnath en una entrevista. "Será necesario avanzar hacia el uso de simulaciones [EMT], que requieren pasos de tiempo más pequeños y requieren mayor fidelidad".

"Definitivamente existen desafíos al realizar simulaciones EMT", agregó Debnath, incluida la comprensión de cómo validar nuevos modelos y ampliar el análisis desde inversores individuales hasta redes regionales. "Ese es el quid de la investigación que estamos haciendo aquí".

Trabajando con Southern California Edison, el laboratorio integró nuevos modelos y algoritmos en una herramienta de análisis de dominio EMT y a principios de este año pudo replicar una falla de transmisión de 2018 que provocó que una gran planta solar redujera la producción del sistema de la empresa de servicios públicos.

"El desarrollo de un modelo de alta fidelidad ayudará a las empresas de servicios públicos a comprender mejor la dinámica física de la electrónica de potencia, mejorando así el rendimiento de la red y alineándose con nuestra visión futura de modernización de la red", dijo Md Arifujjaman, ingeniero senior de innovación en tecnología de red en Southern California Edison. en una oracion.

ORNL organizará un taller los días 24 y 25 de agosto en Knoxville, Tennessee, en colaboración con el Departamento de Energía y NERC, para compartir su investigación sobre la replicación de fallas y cómo se puede utilizar el modelado EMT para estudios de planificación e interconexión.

"Tendrá que haber mejoras de recursos que pueden ocurrir en el lado de la red eléctrica, y podría haber ciertas mejoras que pueden ocurrir dentro de la propia planta", dijo Debnath. Una combinación de esos dos podría haber evitado la falla que ORNL y Southern California Edison pudieron replicar mediante modelado.

"Algunas empresas de servicios públicos y operadores de sistemas están adoptando en este momento la simulación de transitorios electromagnéticos", dijo Debnath. El próximo evento permitirá a ORNL compartir su investigación y organizar una discusión sobre los desafíos que las partes interesadas de la red pueden enfrentar al utilizar el análisis más complejo.

El trabajo del laboratorio sobre este tema continuará durante años, añadió.

"Creo que una de las cosas en las que seguimos trabajando es entender cómo mejorar las capacidades de modelado en este dominio y cómo mejorar la capacidad de escalar el análisis", dijo Debnath.