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Autor: Roberto Moreno-Sanchez
Roberto Moreno-Sanchez (2022)
Wind generation is the most promising green power for bulk production and, according
to the Global Wind Energy Council (GWEC), each generation of wind turbines becomes
more cost-e cient. Based on GWEC, wind energy conversion systems (WECS) is the best
solution for contributing to climate change. Although this is a promising solution, this
technology brings troubles associated with its topology. The most remarkable issue occurs
because usually, the location of WECS is far away from the consumption facility, as it is
well reported.
For any investment, the location of these wind farms requires thorough planning. At
the same time, environmental awareness questions the construction of additional overhead
transmission lines. In this context, series-compensated transmission lines are an excellent
solution since enabling more power to be transmitted through existing lines at a fraction
of the cost and time expenditure of a new line. However, series-compensated transmission
lines are prone to subsynchronous oscillations originated by subsynchronous resonance.
This is a relatively new phenomenon due to that the rst time it was observed in a WECS
was in 2003.
Considering the context, this Thesis addresses the problem of subsynchronous reso-
nance in series compensated transmission lines using as a benchmark a DFIG-based wind
farm for study case. The aim of this research work is to analyze thoroughly the reasons
that provoke the subsynchronous resonance, putting special focus on its consequences in
DFIG-based wind farms. Also, to explore possible solutions for mitigating this problem,
the incorporation of a battery energy storage system is included and analyzed using math-
ematical tools to determine its in
uence to improve the reliability of the whole system.
As a result, a methodology for tuning the controllers of the back-to-back converter of
the DFIG-based wind farm is performed. Mathematical tools used in power systems are
used to identify the modes related to the subsynchronous resonance, also a mathematical
approach is proposed to understand the causes that produce subsynchronous resonance.
A discrimination and identi cation process for subsynchronous resonance is proposed.
Finally, the integration of a battery energy storage system is studied as a possible scheme
that contributes to improving the facility performance when it lies in a subsynchronous resonance condition; for that purpose, two schemes for the battery energy storage system
are analyzed to the subsynchronous resonance mitigation.
Tesis de doctorado
Roberto Moreno-Sanchez (2012)
El contexto en que se desarrolla este trabajo de tesis está relacionado con los métodos
de medición de calidad de la energía eléctrica, los que se pueden dividir en métodos
de cálculo en estado estable y transitorios. Los métodos de estimación de estado estable
requieren más de 1 ciclo de red para proporcionar mediciones válidas. Los métodos
de estimación para transitorios como las ondeletas, morfologías matemáticas, redes
neuronales, etc. son generalmente métodos complicados que requieren sintonización de
parámetros, cierta experiencia del usuario y un procesamiento digital complejo, lo que
los hace poco viables para medidores portátiles.
En este trabajo de tesis se presentan dos métodos en el dominio del tiempo para
la detección y aislamiento de anomalías transitorias con duración menor a medio ciclo
de red, específicamente para impulsos y muescas de voltaje, en corriente alterna. Estas
propuestas están diseñadas con operaciones básicas que no requieren sintonización de
parámetros ni de conocimiento previo de la anomalía, lo que los hace atractivos para
programarse en Analizadores de Calidad de la Energía Eléctrica Portátiles (ACEEP).
La principal contribución de los métodos propuestos es que, por su simpleza inherente,
pueden detectar anomalías transitorias con las mismas muestras que se requieren para
mediciones en estado estable, lo que los hace útiles para estudios prolongados que
requieran de 8 días o más, con lo que puede obtenerse de manera simultánea un panorama completo en estado estable y transitorio del monitoreo de la calidad de la energía eléctrica.
Los métodos propuestos sólo requieren dos muestras para obtener datos válidos
y lograr el aislamiento con respecto a perturbaciones en estado estable tales como
distorsión armónica, sags, swells e incluso ruido. Se realizó la validación con simulaciones y con señales reales de laboratorio.
Tesis de maestría