Como validar o desempenho do sistema anti-ilha com suporte da rede elétrica

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Exercício: Modos de operação com suporte de grade

Os inversores modernos de recursos energéticos distribuídos podem alterar a potência ativa e reativa de saída em resposta à tensão e à frequência da rede. Um teste anti-ilha de suporte à rede, portanto, estabelece o estado operacional especificado antes da formação da ilha, em vez de avaliar apenas uma condição de fator de potência unitário. O emulador de rede define a tensão e a frequência necessárias, enquanto o inversor opera com o controle de potência reativa ou a resposta de potência ativa aplicáveis. Os valores reais e reativos da carga da ilha são então ajustados em torno desse ponto de operação. A tensão trifásica, a corrente, a potência, a frequência, o ângulo de fase e a corrente residual da rede são medidos para que o estado pré-ilha possa ser reproduzido de forma consistente para testes de conformidade de inversores de DER em várias configurações de suporte à rede. Cada estado operacional é estabelecido de forma independente, de modo que a resposta da ilha possa ser avaliada sem combinar alterações no modo de suporte, na carga ressonante e nos critérios de medição.

Após o estabelecimento do ponto de operação, a conexão simulada à rede é aberta e a resposta do inversor é registrada. A mesma sequência é repetida para cada configuração necessária de suporte de tensão e frequência, com o ajuste da ilha atualizado para se adequar às mudanças no comportamento do inversor. Como as funções de suporte à rede alteram a corrente ativa e reativa, elas também podem alterar a tensão da ilha, a ressonância, a frequência de equilíbrio e o tempo de desligamento. O sequenciamento automatizado da norma IEEE 1547.1 mantém a configuração necessária, executa a transição para a rede, captura a forma de onda de desligamento e calcula o resultado do tempo de desligamento para cada estado operacional. O conjunto de dados resultante permite que o comportamento anti-ilha seja comparado entre os modos de suporte, utilizando condições elétricas, métodos de medição e sequenciamento de testes consistentes. O registro tanto das configurações de suporte comandadas quanto das grandezas elétricas medidas antes do estado de ilha também fornece contexto para interpretar as diferenças no tempo de desligamento entre as condições operacionais.

Solução para teste de prevenção de ilhamento com suporte à rede elétrica

O teste exige que o inversor, o emulador de rede e o modelo de ilha ressonante atinjam o ponto de operação no modo de suporte especificado antes de cada evento de isolamento. Um emulador regenerativo de CA/rede pode reproduzir condições programáveis de tensão e frequência da rede, ao mesmo tempo em que fornece ou absorve a potência ativa e reativa necessária para os testes de conformidade dos inversores de recursos distribuídos (DER). O controle automatizado coordena sequências de anti-ilhotamento com suporte à rede, incluindo configurações de tensão e frequência, ajuste de carga, isolamento da rede, captura de forma de onda e análise do tempo de desligamento. O comportamento programável da potência suporta condições de teste de controle de potência reativa à medida que os pontos de operação do inversor mudam, enquanto a medição integrada fornece as informações de tensão, corrente, potência, frequência e fase necessárias para os fluxos de trabalho da norma IEEE 1547.1. A mesma arquitetura de teste pode executar diferentes modos de suporte de tensão e frequência sem exigir uma configuração separada baseada em transformador para cada classe de tensão ou a reconstrução manual da rede de ilha ressonante para cada condição operacional. Os dados capturados dos pontos de operação podem ser retidos com cada resultado, de modo que as alterações no tempo de desligamento possam ser correlacionadas com o comportamento ativo e reativo comandado para aquele modo de suporte.
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Diagrama de blocos da solução para teste de anti-ilhotamento com suporte da rede elétrica

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