Implementation of the frequency dependent line model in a real-time power system simulator

Implementación del modelo de línea dependiente de la frecuencia en un simulador de tiempo real de sistemas eléctricos de potencia

En este artículo se describe la implementación del modelo de línea dependiente de la frecuencia FD-Line en un simulador digital en tiempo-real de sistemas eléctricos de potencia. El objetivo principal con este desarrollo es describir un procedimiento general para incorporar nuevos modelos realistas de componentes de sistemas eléctricos de potencia en los modernos simuladores de tiempo real basados en el programa de transitorios electromagnéticos (o EMTP, por sus siglas en inglés). En dicho procedimiento se describen, primeramente, los pasos para obtener la solución en el dominio del tiempo de las ecuaciones diferenciales que modelan el comportamiento electromagnético de una línea de transmisión polifásica con parámetros dependientes de la frecuencia. Posteriormente, se implementa la solución algorítmica del modelo de línea en Simulink, por medio de una función S en lenguaje C, para ejecutar simulaciones fuera de línea de transitorios electromagnéticos. Esta implementación permite ensamblar libremente el modelo FD-Line con cualquier elemento de la librería de sistemas de potencia en Simulink y también, se puede construir cualquier topología de red eléctrica. La principal ventaja de tener una red eléctrica construida en Simulink es que puede ser ejecutada en tiempo real por medio del simulador comercial eMEGAsim. Finalmente, se presentan varios casos de simulación de sistemas de potencia para probar la precisión y el desempeño en tiempo-real del modelo FD-Line.

Introducción

Los simuladores digitales de sistemas de energía en tiempo real son una tecnología novedosa de reciente desarrollo basada en superordenadores para probar equipos físicos como relés de protección y sistemas de control (Dargahi et al., 2012; Dufour et al., 2014; Guillaud et al., 2015; Kuffel et al., 1995). En realidad, esta tecnología se está extendiendo rápidamente por todo el mundo. Esto se debe principalmente a varias razones. En primer lugar, en realidad la mayoría de las plataformas comerciales en tiempo real permiten a los usuarios crear nuevos modelos de los componentes del sistema de energía, así como de los sistemas de control para llevar a cabo muchos estudios y análisis en el campo de los sistemas de energía.