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ESTABILIDAD TRANSITORIA EN SISTEMAS
CSCC- HVDC CONECTADO ENTRE DOS
SISTEMAS ELÉCTRICOS DÉBILES B. Chuco Paucar
J. R. OrtizW. R. AraújoJ. O. Pinto
R. Benites S.
ESTABILIDAD TRANSITORIA
EN SISTEMAS CSCC- HVDC
CONECTADO ENTRE DOS
SISTEMAS ELÉCTRICOS DÉBILES
Primera edición digital
Julio, 2011
Lima - Perú
© B. Chuco Paucar
J. R. Ortiz
W. R. Araújo
J. O. Pinto
R. Benites S.
PROYECTO LIBRO DIGITAL
PLD 0137
Editor: Víctor López Guzmán
http://www.guzlop-editoras.com/[email protected] [email protected] facebook.com/guzlop twitter.com/guzlopster428 4071 - 999 921 348Lima - Perú
PROYECTO LIBRO DIGITAL (PLD)
El proyecto libro digital propone que los apuntes de clases, las tesis y los avances en investigación (papers) de las profesoras y profesores de las universidades peruanas sean convertidos en libro digital y difundidos por internet en forma gratuita a través de nuestra página web. Los recursos económicos disponibles para este proyecto provienen de las utilidades nuestras por los trabajos de edición y publicación a terceros, por lo tanto, son limitados.
Un libro digital, también conocido como e-book, eBook, ecolibro o libro electrónico, es una versión electrónica de la digitalización y diagramación de un libro que originariamente es editado para ser impreso en papel y que puede encontrarse en internet o en CD-ROM. Por, lo tanto, no reemplaza al libro impreso.
Entre las ventajas del libro digital se tienen:• su accesibilidad (se puede leer en cualquier parte que tenga electricidad),• su difusión globalizada (mediante internet nos da una gran independencia geográfica),• su incorporación a la carrera tecnológica y la posibilidad de disminuir la brecha digital (inseparable de la competición por la influencia cultural),• su aprovechamiento a los cambios de hábitos de los estudiantes asociados al internet y a las redes sociales (siendo la oportunidad de difundir, de una forma diferente, el conocimiento),• su realización permitirá disminuir o anular la percepción de nuestras élites políticas frente a la supuesta incompetencia de nuestras profesoras y profesores de producir libros, ponencias y trabajos de investiga-ción de alta calidad en los contenidos, y, que su existencia no está circunscrita solo a las letras.
Algunos objetivos que esperamos alcanzar:• Que el estudiante, como usuario final, tenga el curso que está llevando desarrollado como un libro (con todas las características de un libro impreso) en formato digital.• Que las profesoras y profesores actualicen la información dada a los estudiantes, mejorando sus contenidos, aplicaciones y ejemplos; pudiendo evaluar sus aportes y coherencia en los cursos que dicta.• Que las profesoras y profesores, y estudiantes logren una familiaridad con el uso de estas nuevas tecnologías.• El libro digital bien elaborado, permitirá dar un buen nivel de conocimientos a las alumnas y alumnos de las universidades nacionales y, especialmente, a los del interior del país donde la calidad de la educación actualmente es muy deficiente tanto por la infraestructura física como por el personal docente.• El pe r sona l docente jugará un r o l de tu to r, f ac i l i t ador y conductor de p r oyec tos
de investigación de las alumnas y alumnos tomando como base el libro digital y las direcciones electró-nicas recomendadas.• Que este proyecto ayude a las universidades nacionales en las acreditaciones internacionales y mejorar la sustentación de sus presupuestos anuales en el Congreso.
En el aspecto legal:• Las autoras o autores ceden sus derechos para esta edición digital, sin perder su autoría, permitiendo que su obra sea puesta en internet como descarga gratuita.• Las autoras o autores pueden hacer nuevas ediciones basadas o no en esta versión digital.
Lima - Perú, enero del 2011
“El conocimiento es útil solo si se difunde y aplica” Víctor López Guzmán Editor
Colegio de Ingenieros del Perú - CDL - Capítulo de Ingeniería Mecánica y Mecánica Eléctrica
132
ESTABILIDAD TRANSITORIA EN SISTEMAS CSCC – HVDC CONECTADO ENTRE DOS SISTEMAS ELÉCTRICOS DÉBILES.
1,2B. CHUCO. PAUCAR, 1,2J. R. ORTIZ, 1,2W. R. ARAÚJO, 1J. O. PINTO, 2,3R. BENITES S.
1BATLAB/DEL/UFMS,
2CIEEP,
3UMSM-FIEE
E-mail: [email protected]
Abstract – This work presents the analysis and simulation of the transient state behaviour of a Controlled Series Capacitor Commutated Converter (CSCC) in High Voltage Direct Current (HVDC) system, compared to Capacitor Commutated Converter (CCC) and conventional HVDC systems for different operation conditions. The objective is to shown the viability of modern CSCC-HVDC systems to interconnect two weak AC systems. The systems were implemented in Alternative Transient Program, based in CIGRÉ HVDC Benchmark model, adding the controlled series capacitor compensator. Additionally, it shown the comparison of reactive power level compensated and THD percent between all models. Keywords – CCC, CSCC, HVDC, Transient state, Weak AC systems.
Resumen Este trabajo presenta el análisis y simulación del comportamiento transitorio de un sistema Conversor Conmutado con Capacitor Serie Controlado (CSCC) en Corriente Continua en Alto Voltaje (HVDC), en comparación a un sistema Conversor Conmutado HVDC con Capacitor Serie sin Control (CCC) y el sistema HVDC convencional en diferentes condiciones de operación. El objetivo es mostrar la viabilidad del sistema moderno CSCC-HVDC para interconectar dos sistemas eléctricos débiles. El modelo fue implementado en el programa Alternativo de Transitorios Electromagnéticos, basado en el modelo HVDC Benchmark de la CIGRE, agregando a este el sistema de compensación capacitor serie controlado, adicionalmente se muestra los niveles de compensación de potencia reactiva, y los niveles de THD para cada uno de los modelos.
Palabras-clave CCC, CSCC, HVDC, Estado transitorio, Sistemas AC débil.
I. INTRODUCCION Los sistemas HVDC, hasta la actualidad fueron mejorados continuamente (Ref. 1), sin embargo, el uso del sistema convencional, es aun ampliamente usado en sus diferentes aplicaciones, como es el caso de transporte de energía de grandes cantidades y por centenas de kilómetros sistemas Back to Back como una solución para interconectar dos sistemas asíncronos. No obstante, el HVDC convencional conectado o interconectando a sistemas eléctricos débiles (como el SEP Peruano) cuyo SCR (Short Circuit Ratio) es menor a 2.5 son suceptibles a diferentes tipos de perturbaciones cuyos efectos podrían ser: Colapso de voltaje, fallas de commutación, interacciones con turbogeneradores cercanos a los conversores (Ref. 2) y (Ref. 3), entre otros efectos. Para mitigar tales problemas, fueron propuestos diferentes estratégias para controlar los ángulos de disparo en los thyristores (Ref. 4),
resultando aun deficientes para casos extremos de fallas monofásicas en el lado inversor del HVDC, por otro lado, para el problema de deficiencia de potencia reactiva, fueron propuestos los CCC-HVDC (Ref. 5), mejorando la operación durante los instantes de fallas, sin embargo, en algunas condiciones de operación presenta riesgos por generar elevados sobretensiones o sobrecorrientes. Los nuevos sistemas CSCC-HVDC propuesto como una nueva alternativa con compensación serie controlado, incrementa la estabilidad transitoria de los sistemas eléctricos débiles interconectados, supera las deficiencias presentadas en HVDC convencional y los CCC-HVDC, dismuniyendo el consumo de la potencia reactiva, tal como se puede apreciar en los resultados mostrados en este trabajo.
II. MODELAMIENTO DEL SISTEMA HVDC
1: Laboratório de inteligencia artificial, electrónica de potencia y electrónica digital del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la UFMS-Brasil.
El modelo HVDC utilizado en este trabajo, es el primer modelo de CIGRE HVDC Benchmark (Ref. 6). El método de control 2: Centro de Investigaciones Eléctricas – Electrónicas del Perú.
3: Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Facultad de Ingeniría Eléctrica y Electrónica.
Estabilidad transitoria en sistemas CSCC-HVDC conectadoentre dos sistemas eléctricos débiles
Memorias - XVII CONIMERA
133
aplicado es el modelo propuesto en (Ref. 4), el sistema convencional es de 12 pulsos, Vd=500 kV., Pd=1000 MW. El modelo y los controladores no están disponibles en el ATP-Draw versión 4.2 - 2006 (programa usado en este trabajo), ellos fueron implementados en el programa y comparados con los modelos disponibles en PSCAD-EMTDC y el MatLab. El sistema CSCC modelado fue validado con un sistema TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) realizado por ABB. El sistema en estudio tiene las siguientes caracteristicas: Rectificador: SCR=2.5<-85º ; ESCR=1.9<-82° Inversor: SCR = 2.0<-75º; ESCR = 1.9<-70°
El sistema de potencia es compuesta por: lado AC, lado DC, y unidades de conversión.
A. Lado AC
1). Sistema equivalente: puede adoptar diferentes configuraciones: R-L, R-R-L, L-L-R. El valor es calculada a partir de (1):
SCRPV
Zd
ls *
2
(1) Donde:
Zs - Impedancia de fuente Vl, - Voltaje del lado AC Pd - Potencia nominal del sistema HVDC SCR - Relación de corto circuito .
2). El sistema de compensación: La compensación reactiva requerida es en el orden del 50% del MW a transferir en sistemas convencionales de (2):
dc
C
P
QSCRESCR
(2) Donde: Qc - Potencia Reactiva Total ESCR – Relación efectiva de corto circuito
Los MVARs es suministrada por el sistema AC, por el sistema de compensación y los filtros.
3). Transformador Conversor: Esta es dimensionada normalmente con una potencia de 1.2 pu de la potencia MW a transferir por el sistema HVDC con Lpu=0.15-0.18pu, en este caso fue escogida 0.18pu. la configuración de los transformadores pueden ser: Monofásicos de tres devanados, Monofásicas de dos devanados, conectados en delta-estrella con neutro a tierra en el lado ac.
4) Filtros AC: los filtros absorben las armónicas producidas en el conversor(6-12n+/-1), e inyecta potencia reactiva de acuerdo al tamaño, el diseño es a partir de (3) y el filtro a partir de (4) y (5):
fphV
MVarC
*2
(3)
CL
r *
12
(4)
Q
LR r *
(5)
Donde:
r - Frecuencia de la armónica no deseada
f - Frecuencia fundamental
Q - Factor de calidad, Calculada a partir de (6):
r
fph
MVAR
V
RQ
**
12
(6)
En (6), se puede asumir el valor de R tal que permita conseguir un adecuado ancho de banda y factor de calidad.
B. Lado DC
Las ecuaciones del sistema HVDC, son dadas por 14 ecuaciones y 18 variables desconocidas (Ref. 7) definen el comportamiento del sistema DC y a partir de ellos se diseña el sistema de control.
1). Rectificador:
Xc
VlId rms
2))cos()(cos(
(7)
XcIdVlVd rms
3)cos(
23
(8)
2)cos()cos(
)cos( (9)
IdI6
(10)
rmsVl
XcId
2)cos()cos(
(11)
2). Inversor:
Xc
VlId rms
2))cos()(cos(
(12)
XcIdVlVd rms
3)cos(
23
(13)
2
)cos()cos()cos(
2)cos()cos(
(14)
Colegio de Ingenieros del Perú - CDL - Capítulo de Ingeniería Mecánica y Mecánica Eléctrica
134
IdI6
(15)
rmsVl
XcId
2)cos()cos(
(16)
Donde:
Is - Corriente RMS. Vlrms - Voltaje del lado AC. Xc - Reactancia de Conmutación
,, -Ángulo de disparo, Ángulo de extinsión, Ángulo de superposición
VdId, - Corriente y Voltaje DC.
)cos( - Factor de potencia.
3). Modelo del conversor: es representada mediante el modelo de Graetz – trifásica, cada uno de los thyristores es protegida por el circuito paralelo RC – Snubber, diseñado a partir de (17):
Cs
TsRs
, )(*2*1000 rmsll
dph
Vpif
PCs
(17)
El circuito de la Fig. 1, limitador de di/dt y dv/di, RC snubber sirven para otros propositos como limitar las oscilaciones numéricas (Ref. 8), proteger a los Thyristores de cambios bruscos de corrientes y de los daños térmicos.
C. Sistema de Control del HVDC.
El sistema de control actúa sobre los Thyristores en el rectificador e inversor a partir de los valores de corriente y voltaje, en el lado AC y DC del sistema.
1). Unidad de control del ángulo de disparo:
Los Thyristores generalmente son controlados con el ángulo de disparo a través del gate
(compuerta), para mayor precisión se utiliza el control PLL (Phase Locked Loop) (Ref. 9) y el VCO (Voltage Controlled Oscillator) (Ref. 7), esta es mostrada en la Fig. 2. El error de la señal es generado por el controlador PI a partir de un valor de referencia en el VCO. El sistema de control del rectificador consiste en controlar la corriente del rectificador mediante la unidad VDCOL (Voltage Dependent Current Order Limit) (Ref. 7).
2). Controlador de corriente del rectificador:
El diagrama simplificado de control es mostrado en la Fig. 3.
Ki/s + Kp
Id
Id* dIdI
Alpha
Alpha max
Alpha min
-
+
Fig. 3. Controlador simplificado de la corriente DC.
1uF10K
0.0.01 1mH1mH
Fig. 1. Circuito Snubber
El comportamiento del control de la corriente DC es basado en (7) y (8) y se puede apreciar, que, frente a un incremento de corriente DC en el rectificador dl > 0, incrementa Alpha y de acuerdo a (7), Vd incrementa. El sistema de control del inversor consiste de ambos, controlador de corriente y controlador de gamma (ángulo de disparo en el inversor) colocados en paralelo los bloques de control de las Figuras 3. y 4.
Ki/s + Kp
g
Ig* dgdI
Alpha
Alpha max
Alpha min
-
+
Fig. 4, Controlador simplificado del ángulo de extinsión.
D. Fallas de Conmutación del Inversor.
El problema de conmutación es muy común en sistemas convencionales que operan con conversores basadas en Thyristor interconectado a sistemas débiles AC con SCR por debajo de 2.5, como muestra en la Fig. 5, al ocurrir una falla monofásica en el lado inversor los Thyristores 1 y 3 no conmutan la corriente manteniendose el Thyristor 1 en estado de conducción, esto ocasiona el incremento considerable de la corriente y en consecuencia se reduce la corriente DC y el ángulo gamma incrementa.
3f
2f
X
X
X
Ki/s
Kp
X X 1/s
OSC
Va
Vb
Vc
Valpha
Vbetha+
+
Erro
Cos
Sin
Uref
dUref
Theta
2*pi
0
PI control
Fig. 2 Diagrama de Control basada en PLL y VSL
Memorias - XVII CONIMERA
135
0.05 0.09 0.13 0.17 0.21 0.25[s]-20
0
20
40
60
80
100
120
140*103
Fig. 5 Falla de conmutación en las Thyristores del inversor.
E. CCC y CSCC (Capacitor Commutated Converter & Controlled Series Capacitor Converter).
Son sistemas modernos que mejoran diferentes problemas en sistemas eléctricos tales como: la calidad energética, interconexión de sistemas débiles, entre otras. La compensación de potencia reactiva mediante los capacitores en serie mejora el desempeño del rectificador-inversor, ampliando la región de estabilidad del sistema eléctrico, el límite de transferencia de potencia, el rango de variación del ángulo de disparo en los Thyristores, mejora el performance en estado transitorio, la calidad de energía durante las fallas, la curva características Id-Vd, disminuye el nivel de compensación de potencia reactiva y evita las fallas de conmutación. Entre los sistemas CCC y CSCC, la diferencia principal es en el control de las posibles resonancias subsíncronas SSR (Ref. 10) y oscilaciones torsionales subsíncronas SSTI (Ref. 3), estas son evitadas con CSCC-HVDC. La parte difícil es en el dimensionamiento adecuado del capacitor en serie y el diseño del control de los Thyristores en el sistema CSCC. para calcular el valor del capacitor en el CSCC se puede considerar entre el 16 a 20% de la reactancia total (Transformador y el equivalente del sistema eléctrico del lado inversor), la potencia reactiva resulta entre el 20 a 30% de la potencia reactiva requerida en sistema convencional, en (19) se muestra para estimar. Para calcular la reactancia equivalente del CSCC en función del ángulo de disparo del thyristor (disposición antiparalelo) usamos el (18), todas las configuraciones del HVDC son mostrados en la Fig. 6.
~AC-filtersandReactive compensation
V1 V3 V5
V2V6V4Vs
Vd
+
-
Id
Vdc1 3 5 1
3
µ
(a)
~
AC-filtersV1 V3 V5
V2V6V4Vs
Vd
+
-
Id
C
C
C
Fix
ed R
eact
.C
ompe
nsat
ion
(b)
~
AC-filtersV1 V3 V5
V2V6V4
Vs
Vd
+
-
Id
C
Controlled React.Compensation
(c)
Fig. 6. Configuraciones del sistema HVDC: (a) HVDC Convencional; (b) CCC-HVDC; (c) CSCC-
HVDC.
)1(
)(1
2
2
x
x
k
senkXcXe
2tan
2tan(
)1(
)2/cos(422
2x
x
x
x kk
k
k (18)
Donde:
)(2 ,
rxXlXckx /
Xc - Reactancia del capacitor equivalente Xe – Reactancia equivalente Para los siguientes valores del HVDC:
R X5,6549 33,9
L
considerando el 20% resulta L C
2,16 469,5 para una relación de Xc/Xl=10 el cual resulta los reactivos a compensar de 74,38 MVAr. De (19):
2*3 IlXcMVAr (19)
Con los valores mostrados el ángulo de resonancia es 152 grados, por consiguiente el ángulo de disparo varía entre 154 a 180
Colegio de Ingenieros del Perú - CDL - Capítulo de Ingeniería Mecánica y Mecánica Eléctrica
136
grados y en condiciones normales opera en 168 grados. grados y en condiciones normales opera en 168 grados. Para el sistema CCC, el capacitor en serie, es calculada de (20): Para el sistema CCC, el capacitor en serie, es calculada de (20):
%100deg/10max
CF (20)
Donde:
CF – Factor de compensación, el cual es definido como:
Xt
XcCF
(21)
Donde: Xc – Reactancia del capacitor en serie/fase. Xt – Reactancia del transformador.
El nivel de compensación serie depende de (18) (Ref. 11). Normalmente en sistemas CCC, el nivel de compensación total en potencia reactiva es 3(4BP+HP+Capacitor Serie), representa un máximo de 25% de la potencia activa total a transferir por el sistema HVDC, esto corresponde a una variación del CF entre 1 a 4. El efecto del CCC en Alpha y Gamma, es mostrada en (Ref. 8) y gráficamente es mostrada en la Fig. 7.
III. RESULTADOS DE SIMULACIÓN
El sistema modelado es basado en el CIGRE HVDC Benchmark mostrado en (Ref. 6) y (Ref. 12). Todos los sistemas de control fueron modelados usando MODELS lenguaje de programación propio del programa ATP (Ref. 13). El sistema es de 500 kV, 1000 MW, 2kA dc. la representación del sistema es en el ATP-Draw (Ref. 14).
A. Casos de estudios:
Fallas trifásicas en el lado inversor, considerando diferentes niveles de voltaje alcanzado durante la falta: (Caso 1 = 0%, Caso 2 = 50%, Caso 3 = 75%, Caso 4 = 25%), las Figuras 8 – 11, muestran el Idc (pu), Vdc (kV), e Ivalve (A), para todos los casos.
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
(a)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]-600
-400
-200
0
200
400
600
[kV]
Vdc, caso FALLA 3F, 0%- CCC & Convencional
6 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158 160 162 164
Seqüência1
Fig. 7. Representación de la reactancia equivalente respecto del ángulo de disparo (modo inductivo y
capacitivo).
Zona Inductivo
Idc
(pu)
Conventional HVDC CCC - HVDC
Zona Capacitivo
Vdc
(kV
)
Conventional HVDC CCC - HVDC
(b)
0.550 0.555 0.560 0.565 0.570 0.575 0.580 0.585[s]-200
320
840
1360
1880
2400
[A]
Ival
ve (
A)
Conventional- HVDC Valve 1
Valve 5 Valve 3 Valve 1
(c)
0.555 0.565 0.575 0.585 0.595 0.605 0.615 0.625[s]-200
200
600
1000
1400
1800
2200
[A]
y
Ival
ve (
A)
CCC - HVDCValve 1
Valve 5
Valve 3
(d) Fig. 8. (a) Idc (pu); (b) Vdc (kV), HVDC
convencional comparado con CCC-HVDC; (c) Ivalve
Memorias - XVII CONIMERA
137
(A), HVDC convencional; (d) Ivalve (A) CCC-HVDC. Caso 1.
(A), HVDC convencional; (d) Ivalve (A) CCC-HVDC. Caso 1.
CIGRE HVDC 50 l4 IDC PU
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
(a)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]-600
-400
-200
0
200
400
600
[kV]
(b)
CIGRE HVDC 50 l4 VYINV CV0121 V V0321YINVB C VYINVC CV0521
0.52 0.54 0.56 0.58 0.60 0.62[s]
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
[A]
(c)
Fig. 9. (a) Idc (pu); (b) Vdc (kV); (c) Ivalve (A); HVDC Convencional comparado con CCC-HVDC. Caso 2.
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
(a)
CIGRE HVDC75 l4
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]-600
-400
-200
0
200
400
600
[k
Vdc
(kV
)
V]
Idc
(pu)
POLORE
(b)
0.50 0.52 0.54 0.56 0.58 0.60[s]-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
[A]
, ,
(c)
Fig. 10. (a) Idc (pu); (b) Vdc (kV); (c) Ivalve (A) HVDC Convencional comparado con CCC-HVDC.
Caso 3.
CIGRE HVDC l4 LINHAR MEIO L
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
[A]
g p ( p )
(a)
0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85[s]-300
-200
-100
0
100
200
300
[kV]
(b)
Vdc
(kV
)
Conventional HVDC CCC - HVDC
Conventional HVDC CCC - HVDC
Ival
ve (
A)
Conventional HVDC CCC - HVDC
Conventional HVDC CCC - HVDC
Ival
ve (
A)
Conventional HVDC CCC - HVDC
Idc
(A)
Conventional HVDC CSCC - HVDC
Conventional HVDC CCC - HVDC
Vac
(kV
)
Conventional HVDC CSCC - HVDC
Idc
(pu)
Colegio de Ingenieros del Perú - CDL - Capítulo de Ingeniería Mecánica y Mecánica Eléctrica
138
HVDC CCC l4 LINHAR MEIO L
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
[A]
(c)
Fig. 11. (a) Idc (A); (b) Vac (kV) lado inversor; (c) Idc (A). comparado entre HVDC Convencional, CCC-HVDC y
CSCC-HVDC.Caso 4.
IV ANÁLISIS DE RESULTADOS
Con propósitos de comparación de resultados entre los modelos CIGRE HVDC Convencional, CCC-HVDC y CSCC-HVDC fueron producidos fallas trifásicas en el lado inversor considerando diferentes impedancias de falta que repercute en los niveles de voltaje (0%, 50%, 75% y 25%) respectivamente. Para una facil comparación de los resultados, en las Figuras. 8, 9, 10 y 11 fueron superpuestos las salidas de los modelos tratados tal como puede apreciarse en la Fig. 6. En la Fig. 11-c, ha sido comparado las salidas de los tres modelos, mostrando una sobrecorriente en los primeros instantes. Para el HVDC con capacitor fijo en seriel, y el performance entre el Capacitor fijo y el Capacitor controlado por Thyristor, el último modelo es más efectivo, minimisando el nivel de la compensación de la potencia reactiva mostrado en la Tabla I, mejorando la respuesta en el sistema AC del lado inversor, como se puede apreciar en la Fig. 11-b.
V CONCLUSION
En este trabajo se evaluó el comportamiento transitorio en el sistema HVDC convencional basado en el modelo del CIGRE Benchmark, los modelos CCC-HVDC y el CSCC-HVDC, el CCC-HVDC mitiga el problema de conmutación disminuye considerablemente el nivel de la compensación de potencia reactiva, sin embargo produce una sobre corriente en los primeros instantes e incrementa el nivel de las armónicas tal como es apreciado en la Tabla I. El CSCC-HVDC, tiene comportamientos satisfactorias, minimiza los defectos del caso capacitor fijo, mejora los niveles de voltaje del lado AC y del lado DC durante las fallas, la demanda es de 16.9% de la potencia reactiva
requerida por el HVDC convencional. Adicionalmente, evita las posibles fallas de conmutación y la resonancia subsíncrona es limitada por el control del ángulo de disparo de los thyristores en el CSCC.
TABLA I
Armónicos en los modelos
Order
Case (0%) 11 13 23 25 THD%
Conv. 846.1 655.14 450.48 392.1 1.0681 CCC 2352.1 1810.9 1463.6 1324 2.8830
CSCC 948.59 764.08 566.99 482.94 1.2848
Potencia reactive compensada
Conventional -HVDC 440 MVAR CCC-HVDC 116 MVAR
CSCC-HVDC 74.38 MVAR
La Table I muestra los niveles y los indices de armónicas (THD) en el lado del inversor para todos los modelos en el caso 4. Así mismo, muestra los niveles de compensación requerida por los modelos estudiados.
REFERENCIAS
(Ref. 1) A.M. Gole; “New HVDC Converter Technologies” KEPRI Seminar, Manitoba University, October 2003, Class Notes, Spring 2006.
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