¿Qué son los Phasors?

[LT]: El sistema de distribución de la frecuencia de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la fase de la X

Debido a que los faasores permanecen estacionarios bajo condiciones sinusoidales de estado estable, permiten una comparación directa de voltajes y corrientes a la misma frecuencia. Su diferencia de fase indica si una carga es resistiva, inductiva o capacitiva, una propiedad esencial para controlar la calidad de la energía y la eficiencia en los sistemas de energía renovable.

El papel de los farsantes en los sistemas de renovación configurados por la red

Fuentes de energía renovables —principalmente viento y solar— se relacionan con la red de energía AC a través de inversores. Estos convertidores electrónicos de energía deben generar una salida sinusoidal cuya frecuencia, fase y amplitud coinciden con las condiciones nominales de la red. La teoría del asor sustenta casi todo algoritmo de control y técnica de monitoreo utilizado para lograr esta sincronización.

Análisis de flujo de energía y eficiencia

En cualquier sistema de disparo, la potencia real (P) y la potencia reactiva (Q) se expresan usando fasores: P = ØV habitI soporta θ y Q = latitud permanenteV habitI soporta sin θ, donde θ es el ángulo de fase entre tensión y corriente. Para los generadores renovables, maximizando la potencia real al minimizar la circulación de potencia reactiva (o inyectando deliberadamente la potencia de condensación) es una meta operacional óptima.

Control de Inverter y Loops de Fase-Atracción

Los inversores atados dependen de los bucles bloqueados por fase (PLL) para sincronizar con el voltaje de utilidad. Un PLL calcula continuamente el fasor del voltaje de la red, su ángulo de fase y frecuencia, y genera una señal de referencia para la salida del inversor. Cualquier mal alineación conduce a los aumentos actuales, inyección armónica, o incluso riesgos de insularización.

Sincronización con el Power Grid

El uso de una planta remota para el envío de muestras requiere que el fasor de tensión del generador se armó con el fasor de la red en el punto de conexión común. Si los dos fasores difieren significativamente en magnitud, frecuencia o fase, las grandes corrientes circulantes pueden fluir, tripulando relés de protección o equipos dañinos.

Detección y protección por defecto

El análisis de Phasor permite una detección rápida y selectiva de fallas. Los relés protectores comparan los fasores de las condiciones pre-fault y post-fault para determinar el tipo, ubicación y gravedad de las perturbaciones tales como fallas lineales o conductores abiertos. Los sags y los swells de tensión se identifican fácilmente cuando su magnitud y ángulo de fase se desvían de valores nominales.

Phasors in Solar Photovoltaic Systems

Los sistemas fotovoltaicos (PV) —ya sean matrizs de techo o plantas de escala de utilidad— funcionan a través de inversores que convierten la potencia de DC a AC. El sistema de control del inverter utiliza mediciones de phasor para regular el voltaje de salida y la frecuencia. Durante el funcionamiento normal, el inversor de PV se ordena inyectar una cantidad específica de energía activa (basada en radiación) y para soportar la ecuación de salida.

La medición de Phasor también ayuda en la detección de anti-islamientos. Cuando la utilidad se desconecta, el inversor local PV puede continuar energizando una sección de la línea de distribución. Al comparar el ángulo de fase del voltaje del inversor con una referencia (por ejemplo, desde un sincrofasor en la subestación), el inversor puede detectar rápidamente la insularización y cesar la operación, protegiendo a los trabajadores de línea y equipos.

Phasors in Wind Energy Systems

Las turbinas eólicas, especialmente las equipadas con generadores de inducción doble (DFIG) o convertidores de potencia completa, dependen en gran medida del control de faasor. El rotor de la turbina se descodifica de la frecuencia de la red a través de la electrónica de potencia. El convertidor de la red debe producir faasores de tensión que coincidan con los faasores de la red en magnitud y dirección.

Durante eventos de baja tensión (por ejemplo, una falla cercana), el sistema de control de faasor debe inyectar corriente reactiva para soportar la recuperación de tensión de red. Las normas como IEEE 1547 requieren una inyección de corriente reactiva precisa proporcional a la desviación de tensión, un requisito que sólo es posible con la retroalimentación continua de los faasor. Además, debido a que la energía eólica fluctua con velocidad del viento, los estimadores estatales de descarga ayudan a los operadores a realizar conexiones de flujo de energía térmica

Phasors in Microgrids and Islanded Operation

Los microgridos — sistemas de energía localizados que pueden desconectarse de la red principal— son desafíos únicos de faasor. En modo con conexión a red, el voltaje y la frecuencia del microgrido son dictados por la utilidad; en modo isleño, uno o más generadores distribuidos se convierten en la referencia. Control de deriva, un método común para compartir la carga entre los inversores paralelos sin comunicación, utiliza las relaciones de faasor: cada potencia controlada

Las transiciones entre modos conectados a la red y isleños requieren mediciones de faasor de alta velocidad para detectar el evento isleño (a menudo dentro de dos ciclos) y para resonarizar cuando se restablece la red principal. Las UDA colocados en el punto microgrido de acoplamiento común permiten la reconexión sin costuras al lado del faasor de la red antes de cerrar el interruptor de corbata.

Ventajas y tendencias futuras

Los beneficios de la tecnología de fasor en los sistemas de energía renovable son sustanciales y se extienden más allá de la sincronización básica:

  • Mejora de la estabilidad y fiabilidad de la red – Sistemas de monitoreo de área amplia (WAMS) basados en sincrofasores detectan oscilaciones entre zonas y inestabilidad de tensión antes de que se intensifiquen, permitiendo acciones de control preventivo.
  • Mayor eficiencia de la conversión de potencia – Seguimiento de puntos de potencia máximos basados en Phasor (MPPT) y algoritmos de envío de energía reactiva maximizan la cosecha de energía al minimizar las pérdidas.
  • Mejor integración de fuentes renovables variables] – Los datos del Phasor informan de las herramientas avanzadas de pronóstico y despacho, reduciendo el descolamiento y permitiendo niveles de penetración más altos.
  • Monitoreo y control del sistema de tiempo real – Los operadores reciben actualizaciones de segundo grado sobre ángulos de fase, permitiéndoles ajustar las carteras de generación y cambiar los transformadores de golpes de forma reactiva.

En el futuro, el despliegue de concentradores de datos de fase] y algoritmos de aprendizaje automático que digeren flujos de sincrofasor permitirán la auto-sanación de rejillas. La analítica predictiva puede anticipar problemas de estabilidad transitoria y reconfigurar automáticamente la topología de red. Los fabricantes de Inverter están incorporando la funcionalidad de PMU directamente en convertidores, convirtiendo cada generador renovable en un papel de medición.

Para más lectura, consulte la Sociedad de Energía de Energía de la EIEE] para estándares sobre aplicaciones de sincrofasor, o explore guías técnicas del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL). Una referencia fundamental es el libro de texto Unidades de Medición del Hador para la teoría de Sistemas de Energía[FLT][