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Ensayos a dispositvos de control

El Simulador RTDS es la herramienta ideal el ensayo de los controles del sistema de potencia, donde es esencial la interacción en bucle cerrado y tiempo real de la simulación del sistema de potencia y el hardware de control. El entorno de simulación digital en tiempo real proporcionado por RTDS permite que los controles sean sometidos a cualquier condición de funcionamiento, desde el estado de régimen permanente hasta cualquier condición extraña de operación de emergencia. Todas las condiciones creadas pueden ser repetidas de forma rápida y fácil con el fin de investigar, comprender y optimizar el comportamiento del control.

El Simulador RTDS ha sido utilizado por muchos clientes durante más de una década para poner a prueba una amplia variedad de controles de sistema de potencia, entre los que se incluyen:

  • HVDC y UHVDC
  • HVDC basado en VSC
  • SVC (red e industrial)
  • FACTS (incluyendo STATCOM, UPFC, SSSC, DVR, ...)
  • TCSC compensación serie
  • Excitadores y reguladores de corriente para máquinas sincrónicas
  • Controladores para máquinas sincrónicas
  • Estabilizadores de Sistemas de Potencia (PSS)
  • Generación Distribuida (eólica, solar, pilas de combustible...)
  • Smart Grids (IEC 61850, RAS - remedial action schemes, interfaz SCADA...)

Puesto que la simulación se ejecuta en tiempo real, es posible conectar en bucle cerrado el equipo de control físico con el modelo del sistema de potencia. La interacción de circuito cerrado del sistema de control y el modelo de red proporciona la penetración tanto en el rendimiento del sistema de control como su efecto sobre el sistema de potencia.

Como puede observarse en la figura, en el Simulador RTDS se ha implementado un modelo del sistema de potencia que incluye los componentes de alta tensión (por ejemplo, la electrónica de potencia, generadores, filtros, líneas, interruptores, transformadores de potencia, etc.), además de las funciones de protección y control requeridas, no incluidas en el equipo bajo ensayo.

Los controles están conectados a la simulación en tiempo real utilizando los componentes de entrada/salida (E/S) proporcionados con el Simulador RTDS. Las señales analógicas de salida (en representación de diversas tensiones, corrientes, etc.) enviadas desde el simulador a los controles suelen ser proporcionadas por la tarjeta de GTAO que opera en un rango máximo de ± 10 Vpico. La salida GTAO se actualiza al menos una vez en cada paso de tiempo. Si la señal de simulación se envía desde un modelo de paso de tiempo estándar, típicamente en el intervalo de 50 µs, se proporciona una opción para sobremuestrear la salida a través de interpolación lineal a una velocidad de 1 µs, reduciendo así el tiempo entre las actualizaciones de la salida analógica. Si la señal de simulación se genera por una pequeña subred de paso de tiempo (normalmente se ejecuta con un paso de tiempo en el intervalo de 1.5 - 3 µs), la salida de GTAO se actualiza una vez cada paso de tiempo pequeño.

Las señales digitales de salida (como el estado del interruptor, la posición de la toma, etc.) desde el simulador a los controles son proporcionadas por la tarjeta de GTDO y/o los contactos secos incluidos en el panel de interfaz de salida digital de 250 Vdc. Las salidas GTDO se actualizan cada paso de tiempo si el paso es estándar o pequeño, pero el panel de Interfaz de Salida Digital de 250 Vdc únicamente está operado por componentes de paso de tiempo estándar (es decir, en el intervalo de 50 µs). La tensión de salida del GTDO se puede configurar para proporcionar cualquier nivel de 5 a 24 Vdc mediante la conexión de la tensión de alimentación adecuada a la tarjeta. El GTDO se divide en dos bancos de 32 canales y se puede configurar para proporcionar diferentes niveles de tensión de salida de los canales 1-32 y 33-64.

Las señales de entrada analógicas se transmiten de los controles al simulador mediante la tarjeta GTAI. La entrada analógica a veces se utiliza como señal de control en la simulación, pero en algunos casos simplemente son importadas a efectos de adquisición de datos. La entrada GTAI se puede leer en cualquier zona de paso de tiempo estándar o en una subred paso de tiempo pequeño. Sin embargo un nuevo valor es leído por la tarjeta como máximo una vez cada 6 µs.

Las señales de entrada digitales de los controles suelen ser llevadas a la simulación a través de las tarjetas de GTDI. El circuito de entrada GTDI incluye un LED que se enciende con una corriente de aproximadamente 10 mA. Por tanto, cualquier nivel de tensión de entrada puede ser acomodado a través del uso de un tamaño apropiado de resistencia limitadora de corriente. La entrada GTDI puede ser utilizado en cualquiera de las áreas de paso de tiempo estándar o pequeño y el estado se pasa a la simulación en cada paso de tiempo, grande o pequeña. Sin embargo, si la entrada GTDI es un pulso de disparo para un dispositivo de línea conmutada (como un tiristor), el sello de entrada digital de tiempo (DITS) puede ser utilizado para mejorar la resolución de impulsos de disparo. La función de DITS trabaja para obtener la muestra de la entrada GTDI cada 125 ns. Si la entrada está activada en cualquier momento durante el paso de tiempo, la tarjeta GTDI marca el tiempo de la llegada del impulso de disparo. La información DITS se pasa al modelo de grupo de la válvula y se utiliza para proporcionar una interpolación efectiva del impulso de disparo instantáneo y permite un instante de disparo continuamente variable a una resolución de aproximadamente 1 µs. La función de DITS es muy importante en el modelado de HVDC, SVC y TCSC.

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